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熱ショックタンパク質が骨格筋ＡＭＰＫ／ＳＩＲＴ１活性増強に及ぼすメカニズムの解明

阐明热休克蛋白增强骨骼肌 AMPK/SIRT1 活性的机制

基本信息

批准号：
14J00286
负责人：
後藤亜由美
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J00286/
关键词：
骨格筋 AMPK 熱刺激糖輸送 heat shock protein グリコーゲン合成

项目摘要

近年、骨格筋におけるheat shock protein（HSP）72の発現増加が耐糖能障害を改善する可能性が報告されているが、そのメカニズムは不明な点が数多く残されている。当初の本研究では、ラットへの熱刺激や薬剤負荷によって骨格筋のHSP72を増加させた状態を作成し、糖代謝活性の変化やそのメカニズムについて検討する予定であった。しかしこの研究過程において、ラット単離骨格筋に対して短時間（30分以内）の温熱刺激（42℃）を与えると、HSP72が増加しないにもかかわらず、糖代謝の重要過程である骨格筋糖輸送が亢進することを見出した。さらに糖輸送亢進のメカニズムとして、糖代謝制御分子である5’ AMP activated protein kinase（AMPK）が活性化され、glucose transporter（GLUT）4のトランスロケーションが誘導されることが示唆された。また、温熱刺激はエネルギー代謝の指標であるグリコーゲン貯蔵量を有意に減少させ、グリコーゲン合成速度を有意に亢進させた。一方、温熱刺激はタンパク質合成シグナルを負に制御することが示された。したがって、温熱刺激によって骨格筋内へ取り込まれたグルコースは、グリコーゲン合成を促進させ、枯渇したグリコーゲンを補充するために利用されると推察される。今回の検討では、温熱刺激はグリコーゲン合成速度を有意に亢進させることが明らかとなり、運動類似の生理学的作用を有する可能性が示唆された。温熱刺激が運動類似効果を有するのであれば、怪我や疾病、加齢により運動が困難になった人に対する、骨格筋糖代謝機能の維持・改善を目的とした運動擬似効果を得るための物理療法になる可能性を示唆している。さらに今回の研究は、短時間の温熱刺激がHSP72とは独立して、骨格筋糖代謝を急性的に亢進する可能性を示唆する有力な結果であることがいえる。

In recent years, the development of heat shock protein (HSP) 72 in bone marrow has increased, and the possibility of improving glucose tolerance has been reported. In the present study, the changes of glucose metabolism activity and HSP72 levels in bone marrow were studied under different stress conditions. During this study, the increase of HSP72 in response to thermal stimulation (42℃) for a short period of time (within 30 minutes) and the increase of glucose transport in bone muscle, an important process of glucose metabolism, were revealed. The glucose transporter (GLUT) 4 is activated by 5 'AMP-activated protein kinase (AMPK), a glucose transporter (GLUT) 4 molecule that regulates glucose metabolism. In addition, the index of heat stimulation is intentionally decreased, and the synthesis rate is intentionally increased. A party, warm stimulation of the quality of the synthesis of the negative control of the disease The heat stimulation of the bone tissue can be used to promote the growth of the bone tissue. The possibility of a physiological effect similar to that of exercise may be demonstrated by the intentional increase in the rate of synthesis of heat stimulation in the present study. The possibility of thermostimulation for exercise-like effects is demonstrated by the difficulty of exercise, the maintenance and improvement of skeletal carbohydrate metabolism, and the possibility of physical therapy. The results of this study show that HSP72 is independent of glucose metabolism in a short time.