運動後の骨格筋糖輸送促進のメカニズム解明―AS160の調節と役割

阐明运动后促进骨骼肌葡萄糖转运的机制——AS160的调节和作用

基本信息

批准号：
09J02537
负责人：
豊田太郎
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Tokyo Metropolitan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

项目摘要

運動中やその後に骨格筋への糖取り込みが促進する現象は、運動の健康に対する恩恵効果を支えており、その機序の解明は疾病の予防・治療の新たな方策を提供する。刺激に応答して糖輸送担体GLUT4が細胞内部から細胞膜上に移動することが、糖取り込み促進の機序である。この機序にAkt substrate of 160 kDa (AS160)やそのホモログであるTBC1D1が、現在分かっている最下流のシグナル伝達分子として関与することを示してきた。本研究ではこれらの分子以後の、GLUT4が物理的に移動するメカニズムに、分子モータータンパク質Myo1cが関与するかを検討した。筋肉の代謝能力は筋細胞(筋線維)の組み合わせや割合によって異なる。Myo1c発現パターンを調べたところ、骨格筋の代謝能力の高さと相関し、代謝環境の変化(運動トレーニング・高脂肪食負荷)によって発現量が増減することが明らかとなり、糖代謝に関与することが予想された。Myoloの骨格筋における機能を明らかにするため、成熟マウスの前頸骨筋に野生型あるいはモーター分子としての機能を欠損させた変異型(K111A)のMyo1c遺伝子を導入し、糖取り込み能力を測定した。野生型Myo1cを導入した骨格筋では、筋収縮やインスリン刺激に応答した糖取り込みが増大した。一方、変異型の導入は筋収縮やインスリン刺激による糖取り込みを抑制した。Myo1cの導入は、筋収縮やインスリンが引き起こすAS160およびTBC1D1までのシグナル伝達に影響しなかった。つまり、Myo1cのモーター分子としての活性は、現在確立している最下流のシグナルの次の段階あるいは、これらのシグナル伝達と独立して糖取り込みを制御していることが示唆された。以上のことより、Myo1cは筋収縮およびインスリンが引き起こす糖輸送を調節する新規の分子であることが明らかとなった。

促进运动期间和之后促进骨骼肌吸收糖的现象支持运动对健康的好处，并阐明机制为预防和治疗疾病提供了新的措施。响应刺激的糖传输载体Glut4从细胞内到细胞膜的迁移是促进糖吸收的机制。已经表明，AKT底物为160 kDa（AS160）及其同源物TBC1D1，参与了该机制，作为当前已知的下游信号分子。在这项研究中，我们研究了分子运动蛋白MyO1c是否参与了GLUT4在这些分子后物理迁移的机制。肌肉的代谢能力取决于肌细胞的组合和比例（肌肉纤维）。在检查MyO1C表达模式时，它发现它与骨骼肌的高代谢能力相关，并且由于代谢环境的变化（运动训练和高脂饮食负荷），表达水平增加或降低，并且可以预测它将与葡萄糖代谢有关。为了阐明肌肉在骨骼肌中的功能，将缺乏作为野生型或运动分子功能的突变体（K111a）的Myo1c基因引入了成熟小鼠的前胫骨前肌，并测量了摄取糖糖的能力。用野生型Myo1c引入的骨骼肌会增加糖的摄取，以响应肌肉收缩和胰岛素刺激。另一方面，突变形式的引入抑制了由胰岛素刺激引起的肌肉收缩和摄入糖的摄取。肌肉收缩的引入不会影响肌肉收缩或胰岛素诱导的信号传导，直至AS160和TBC1D1。换句话说，有人建议MyO1c的运动分子活性与当前建立的最下游信号或这些信号传导的下一个阶段独立于糖的摄取。从上面可以揭示出MyO1c是一种新的分子，可调节肌肉收缩和胰岛素诱导的糖转运。