Role of exercise- and nutrition-induced changes in intermediate metabolites in maintaining and enhancing skeletal muscle mass

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骨格筋の維持・増進の方策提案およびそのメカニズムの解明は、健康寿命延伸のために必須の課題である。運動時はエネルギー需要が高まり、タンパク質分解が亢進するがその後の栄養摂取によりタンパク質合成が分解を上回る。本研究では、運動や栄養摂取による中間代謝物の変動が骨格筋のタンパク質合成と分解に及ぼす影響を検討することを目的とした。2022年度は、クエン酸回路の中間代謝物であるα-ketoglutarate (AKG)がタンパク質合成促進シグナルを高めるメカニズムについて解析した。AKGの血中濃度は運動により上昇することが報告されている。マウス筋芽由来の培養細胞であるC2C12筋管細胞をグルコース不含培地で培養するとタンパク質合成促進シグナルの指標であるp70 S6 kinase (p70S6K)のリン酸化が低下するが、AKGの前駆体である細胞膜透過性のdimethyl-AKG (DMKG)の添加によりp70S6Kのリン酸化が一部回復した。一方、別のクエン酸回路の中間代謝物であるコハク酸の添加はp70S6Kのリン酸化に影響を及ぼさなかった。DMKG添加によるタンパク質合成促進シグナルの活性化には、AKG脱水素酵素の阻害剤により抑制されたことから、クエン酸回路を始めとする代謝経路の回復が一部関与していることが示唆された。