フコキサンチンによる血糖改善効果と骨格筋繊維分化に関する研究

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本年度はFxOHをマウス骨格筋モデルC2C12筋管細胞に添加し、骨格筋の主要な糖トランスポーターであるGLUT4の発現誘導機序について検討を行った。まずGLUT4の発現誘導の関係するいくつかの経路を阻害しFxOHがGLUT4の発現に与える影響を検討した。その結果、AMPK阻害薬であるコンパウンドCはFxOHによるGLUT4のmRNA発現の増加を打ち消した。AMPKの活性化はKK-Ayマウスの骨格筋においても見られたことから、FxによるGLUT4発現の増加にはAMPK経路が関係することが推察された。次に、C2C12細胞を用いてAMPKの活性化に重要なAMPKの核内移行について検討した結果、AMPKの核移行はFxOHの添加2h後から有意に増加したことからFxOHは速やかにAMPKを活性化し核内移行を促進すると考えられた。一方、GLUT4の発現誘導において重要なPGC-1αはFxによりマウスの骨格筋においてその発現が誘導されるが、C2C12細胞にFxOHを添加しても発現量に変化は見られなかった。そこで、PGC-1αの発現に関係すると考えられるサイトカイン存在下でFxOHによるPGC-1αの発現に及ぼす影響を検討した。しかし、アディポネクチンなどのサイトカインは単独若しくはFxOH併用下においてもPGC-1αのmRNA発現は誘導しなかった。この結果から、少なくともin vitroにおけるFxOHによるGLUT4の誘導にはPGC-1αの発現増加は関係していないことが推察された。次に、PGC-1αとGLUT4の発現に関与するMEF2Aの発現をそれぞれ又は両方同時にsiRNAによりノックダウンしたがsiRNAによりmRNA発現量はそれぞれ40%まで低下したにも関わらずFxoH存在下であってもGLUT4のmRNA発現増加には影響が見られなかった。以上からFxはAMPKの活性化やPGC-1αの発現を誘導し、これらの因子は異なる機序で糖代謝や脂肪酸代謝を制御することで、インスリン抵抗性の改善や高血糖を改善すると推察された。