骨格筋の糖取り込みシグナル伝達系における低分子量GTP結合蛋白質Rac1の機能解析

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骨格筋における糖代謝を解析することはヒト全体のエネルギー代謝を理解する上で重要であると考えられる。本研究では、骨格筋での糖取り込みが誘導されるシグナル伝達系におけるRhoファミリー低分子量GTP結合蛋白質Rac1の機能と調節機構を解明することを目的とした。前年に引き続き、Rac1下流のシグナル伝達系とAkt-AS160を介する既知経路のシグナル伝達系とのクロストークについて、L6ラット筋芽細胞系を用いて解析を進めた。まず、Rac1を活性化するMyr-p110依存性のGLUT4移行を共焦点顕微鏡で観察、定量化した。特異的なsiRNAを用いてRac1の発現を抑制すると、この移行が抑制されることを明らかにした。次に、siRNAによりAktをノックダウンした細胞でのGLUT4細胞膜移行を共焦点顕微鏡で観察、定量化した。Aktの3つのアイソフォームのうち、Akt3は骨格筋での発現が見られなかったため、対象外とした。骨格筋の糖取り込みに最も関連性があると報告のあるAkt2をノックダウンした細胞において、Myr-p110依存性GLUT4細胞膜移行は抑制されたが、恒常的活性型Rac1(以下、Rac1(G12V))依存性のGLUT4細胞膜移行は抑制されなかった。一方、Akt1をノックダウンした細胞においてはMyr-p110、Rac1(G12V)依存性GLUT4移行は両方とも抑制されなかった。さらにL6細胞において、AS160下流でGLUT4小胞輸送を制御するRab13をノックダウンした細胞も同様に観察し、Rac1(G12V)依存性のGLUT4細胞膜移行が抑制されることも確認した。これらの結果から、L6筋芽細胞株でのGLUT4移行のシグナル伝達において、Akt2の下流にはRac1の経路とAS160の経路の両方が存在すると考えられる。