脂肪酸による骨格筋線維型変換機構:PPARδを介した調節

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骨格筋の線維型は、脂肪酸酸化能が高く抗疲労性で収縮速度が遅い遅筋型線維(I型)と、解糖能が高く易疲労性で収縮速度が速い速筋型線維(II型)の2種に大きく分けられる。本研究計画の目的は、実験動物の骨格筋に脂肪酸が生理的に高濃度で作用する飼育条件が、核内受容体PPAR(ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体)δを介して遅筋型筋線維の増加を引き起こすか生体レベルで明らかにすることである。脂肪酸代謝が向上することが分かっている(1)絶食:48時間絶食、(2)寒冷暴露:室温4℃で4wk、(3)高脂肪食給餌:30%高脂肪食で4wk、以上の条件下でラットを飼育した。寒冷暴露群のヒラメ筋(遅筋型優位)中の遅筋型ミオシン重鎖比率は対照群に比べ有意に増加した。長趾伸筋(速筋型優位)のミオシン重鎖比率に対照群と有意な差は見られなかった。遅筋型筋線維に多く発現するタンパク質で、代謝に関わる因子myoglobin,LPL,UCP3,3HAD、porin、転写因子PPARδ,PGC1α,FOXO1のMrna発現量をヒラメ筋、長趾伸筋で解析した結果、多くの因子で有意な増加が認められた。腓腹筋中のmyoglobin,UCP3,PGC1α,FOXO1,porin発現量をWestern blottingにより解析した結果、Mrnaと同様多くの因子で有意な増加が認められた。特にいずれの実験条件もUCP3が顕著に増加した。一方PPARδの発現量はほとんど変化がなかった。結論として、本研究より脂肪代謝の亢進はいくつかの遅筋に特徴的な脂肪代謝に関わる因子を増加させることが分かった。一方でミオシン重鎖のような収縮タンパク質には大きな変化を引き起こさないと考えられた。また有酸素運動と異なり、脂肪酸代謝が向上するだけの飼育条件では、PPARδの有意な増加は引き起こされないことが分かった。