運動時のエネルギー代謝調節における骨格筋AMPキナーゼの意義に関する研究

骨骼肌AMP激酶在运动过程中调节能量代谢的意义研究

• 批准号: 04J00973
• 负责人: 豊田 太郎
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-04J00973/
• 关键词: 骨格筋; 運動; 糖輸送; AMPキナーゼ; 収縮筋; シグナル伝達; エネルギー代謝; 低強度; 筋収縮; 酸化ストレス

運動による骨格筋5'AMP-activated protein kinase (AMPK)活性化はエネルギー代謝調節に関与することが示唆されている。AMPKは構成サブユニットによって活性化条件が異なることが報告されているが、生理作用の違いは明らかでない。本研究の目的はAMPKのアイソフォームを区別した上での活性調節機構・生理作用を明らかにすることである。具体的にはラット骨格筋にプラスミド局所注射法によってAMPK触媒サブユニット(αサブユニット)あるいはその変異体を導入し、後天的に骨格筋AMPK活性を亢進あるいは抑制し、筋収縮時のエネルギー代謝調節をどのように変化させるかを検討する。AMPKα2活性を選択的に増強させた筋、AMPKα1活性を選択的に増強させた筋、AMPK活性を抑制した筋の作成をFujii Nらの方法(Am J Physiol Cell Physiol. 2004 Jul;287(1):C200-8)に準じ、前脛骨筋にプラスミドを局所注入した後電気穿孔法を行い、目的のαサブユニットの安定した発現が得られるよう検討した。また、電気生理学的手段を用いてαサブユニットをアイソフォーム別に活性化させる条件を検討し、これを用いエネルギー状態の低下を認めない程度の筋収縮(低強度筋収縮)はAMPKα1を活性化するがAMPKα2を活性化しないことを明らかにした。この結果は、「運動強度の増加に伴ってまずAMPKα2が活性化され、強度が上がるとAMPKα1も活性化される、つまりα2からα1の順に活性化される」と考えられてきた従来の順序と逆である。このような「逆転」をきたす理由として、我々は、骨格筋を生体から解剖・単離した直後にはAMPKα1が顕著に活性化されており、クレブス緩衝液中でインキュベートすることで低下し安定化することを見出した。

The activity of AMPK is related to the regulation of metabolism. AMPK is composed of different activation conditions and physiological functions. The aim of this study is to clarify the physiological role of AMPK in the differentiation of AMPK activity. Specifically, the method of injection of AMPK catalyst into the bone marrow of the rat is described. The introduction of foreign materials, the increase of AMPK activity in the acquired bone marrow, the inhibition of AMPK activity in the muscle contraction, and the regulation of metabolism in the muscle contraction are discussed. AMPKα2 activity is selectively increased, AMPKα1 activity is selectively increased, AMPK activity is inhibited, and the method for preparing AMPK α 2 activity is described in Fujii N (Am J Physiol Cell Physiol. 2004 Jul;287(1):C200-8). In addition, electrophysiological methods are used to investigate the activation conditions of AMPK α 1 and AMPK α 2, and to identify the degree of contraction (low intensity contraction) of AMPKα1 and AMPKα2 activation. The results showed that the increase of exercise intensity was accompanied by the activation of AMPKα2, the increase of exercise intensity was accompanied by the activation of AMPKα1, and the activation of AMPK α2 was accompanied by the activation of AMPK α1. The reason for this is that the bone and tendon are dissected and isolated, and AMPKα1 is activated and stabilized in buffer solution.

项目成果

Low-intensity contraction activates the alpha1-isoform of 5'-AMP-activated protein kinase in rat skeletal

低强度收缩激活大鼠骨骼中 5-AMP 激活蛋白激酶的 α1-亚型

• 发表时间: 2006
• 期刊: Am J Physiol Endocrinol Metab. 290(3)
• 作者: 橋本啓史;中村進;長谷川美奈子;夏原由博;森本幸裕;橋本啓史;橋本啓史;Keiko Oku;Hiromi Furuichi;Keiko Oku;Toyoda T.
• 通讯作者: Toyoda T.

Possible involvement of the α1 isoform of 5'AMP-activateed protein kinase in oxidative-stress-stimulated glucose transport in skeletal muscle.

5AMP 激活蛋白激酶的 α1 亚型可能参与骨骼肌中氧化应激刺激的葡萄糖转运。

• 发表时间: 2004
• 期刊: Am J Physiol Endocrinol Metab. 287(1)
• 作者: 橋本啓史;中村進;長谷川美奈子;夏原由博;森本幸裕;橋本啓史;橋本啓史;Keiko Oku;Hiromi Furuichi;Keiko Oku;Toyoda T.;Toyoda T.
• 通讯作者: Toyoda T.