骨格筋の性状変化に応じたリン脂質の脂肪酸組成変化の機序と生物学的意義の解明

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リン脂質は生体膜を構成する主要成分である。このうち、グリセロリン脂質(以下リン脂質)のグリセロール骨格には2つの脂肪酸と１つの極性基が結合している。炭素数や二重結合数の違いから生み出される脂肪酸組成の多様性、加えてこれらと極性基との組み合わせから、生体内には約1000種類のリン脂質分子種が存在する。リン脂質の脂肪酸組成は組織によって異なるほか、環境に応じて変化する。リン脂質の脂肪酸組成の多様性は、膜の流動性や可塑性、受容体やチャネルなどの膜タンパク質の機能、脂質メディエーターの産生などに影響を与えることで、細胞機能や生体機能を巧妙に調節している。これまでの研究から、骨格筋の性状変化に応じて、リン脂質の量や組成が変化すること、こうしたリン脂質の変化に骨格筋の性状変化を促進する転写制御因子PGC-1αやFOXO1が関与する可能性が見出された。本研究では、骨格筋の性状変化に応じたリン脂質変化の分子機序とその生理的意義の解明を目指した。(1) PGC-1αは運動によって骨格筋で発現が増加し、筋線維タイプの変化やミトコンドリア生合成に関わる遺伝子発現を促進して筋持久力の向上に貢献する。一方、ミトコンドリア固有のリン脂質であるカルジオリピン(CL)は、ミトコンドリアの膜構造や呼吸機能と密接に関係している。今年度は、PGC-1αは骨格筋中のCLの量および結合する脂肪酸の種類を調節する可能性を見出した。今後、詳細な分子機序についてさらなる検討が必要である。(2) 長期間の絶食は骨格筋の萎縮を引き起こす。絶食による骨格筋リン脂質の変化とその分子機序を検討したところ、多価不飽和脂肪酸を含むホスファチジルコリン(PC) が、インスリン依存的な制御を受けて増加することが明らかになった。