骨格筋における分岐鎖アミノ酸のグルコース代謝調節機機能の解明

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分岐鎖α-ケト酸脱水素酵素(BCKDH)キナーゼ(BDK)は、分岐鎖アミノ酸(BCAA)代謝における律速酵素であるBCKDH複合体を不活性化することで、BCAAの過度な分解を抑制している。骨格筋は、他の組織と比較してBDKの活性が高いことから、BCAAの貯蔵器官として機能していると考えられている。本研究では、筋肉特異的にBDKをノックアウトしたマウス(筋特異的BDK-KOマウス)を作製し、骨格筋および心筋におけるBCAAの欠乏がグルコース代謝に対してどのような影響を示すのかを検討することを目的としており、今年度は平成24年度に作製が完了した、筋特異的BDK-KOマウスの特徴解析およびグルコース代謝への影響を調べた。筋特異的BDK-KOマウスおよびコントロールマウスを10週齢時に屠殺し、血液、骨格筋、心臓を採取した。筋特異的BDK-KOマウスにおける、骨格筋および心臓中のBCAA含量を測定した結果、コントロールマウスの約4筋にまで減少していた。また、筋特異的BDK-KOマウスの血漿BC飴濃度は、コントロールマウスの約70%にまで減少していた。これらの結果より、筋特異的なBDKのノックアウトによって、骨格筋および心臓におけるBCAAが欠乏することが確認された。また、屠殺時の骨格筋および心臓の組織重量に変化はなく、骨格筋および心臓中のタンパク質濃度にも影響は見られなかった。20週齢の筋特異的BDK-KOマウスおよびコントロールマウスに対して糖負荷試験を実施したが、両群の間に変化は認められなかった。しかし、30週齢時において実施した糖負荷試験においては、コントロールマウスと比較して、筋特異的BDK-KOマウスの耐糖能が低下する傾向が確認された。