身体運動による骨格筋のミトコンドリア増加メカニズムの解明

骨格筋のミトコンドリア機能不全が、骨格筋細胞内の脂質代謝を低下させ、インスリン抵抗性を引き起こす原因と考えられている。一方、身体運動により骨格筋のミトコンドリアが増加し、脂質代謝が亢進することが知られているものの、その詳細な分子メカニズムは明らかではない。近年、肝臓において転写補助因子Lipin-1がミトコンドリア新生を引き起こすことが報告された。そこで本研究では骨格筋でのLipin-1の機能、さらに身体運動によるミトコンドリア増加にLipin-1が関与しているかを検討した。本年度の研究においては、Lipin-1骨格筋培養細胞において効率的に遺伝子導入を行うために、Lipin-1遺伝子をコードしたアデノウイルスを作成した。マウス由来のC2C12培養細胞にLipin-1アデノウイルスを作用させ、Lipin-1を強発現させたところ、ミトコンドリアComplex IV Subunit 1、NADH ubiquinone oxidoreductaseおよびComplex II subunit 30kDaなどのミトコンドリアタンパク質の増加が認められた。したがって、骨格筋においてもLipin-1はミトコンドリアを増加させる機能を有していることが確認された。さらに、PGC-1αとGAL4DNA結合ドメイン融合タンパク発現プラスミド、GAL4結合配列を含むルシフェラーゼレポータープラスミドおよびLipin-1プラスミドをC2C12細胞に発現させ、PGC-1αの転写活性能を測定した。その結果、PGC-1α活性がLipin-1により増加することが明らかとなった。

骨格筋のミトコンドリア機能不全が、骨格筋細胞内の脂質代謝を低下させ、インスリン抵抗性を引き起こす原因と考えられている。一方、身体運動により骨格筋のミトコンドリアが増加し、脂質代謝が亢進することが知られているものの、その詳細な分子メカニズムは明らかではない。近年、肝臓において転写補助因子Lipin-1がミトコンドリア新生を引き起こすことが報告された。そこで本研究では骨格筋でのLipin-1の機能、さらに身体運動によるミトコンドリア増加にLipin-1が関与しているかを検討した。本年度の研究においては、Lipin-1骨格筋培養細胞において効率的に遺伝子導入を行うために、Lipin-1遺伝子をコードしたアデノウイルスを作成した。マウス由来のC2C12培養細胞にLipin-1アデノウイルスを作用させ、Lipin-1を強発現させたところ、ミトコンドリアComplex IV Subunit 1、NADH ubiquinone oxidoreductaseおよびComplex II subunit 30kDaなどのミトコンドリアタンパク質の増加が認められた。したがって、骨格筋においてもLipin-1はミトコンドリアを増加させる機能を有していることが確認された。さらに、PGC-1αとGAL4DNA結合ドメイン融合タンパク発現プラスミド、GAL4結合配列を含むルシフェラーゼレポータープラスミドおよびLipin-1プラスミドをC2C12細胞に発現させ、PGC-1αの転写活性能を測定した。その結果、PGC-1α活性がLipin-1により増加することが明らかとなった。