運動に伴う骨格筋-脳の臓器連関を制御する分子としての骨格筋AMPキナーゼの可能性

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本年度は、先行研究により脳機能に関わることが示唆されているマイオカインの発現制御における骨格筋AMPキナーゼ（AMPK）の関与を検討した。運動によるマイオカインの発現応答に骨格筋AMPKが寄与している可能性を検討するために、野生型ならびに骨格筋特異的AMPKαドミナントネガティブ変異体発現（AMPK-DN）マウスを非運動群および運動群（ホイールランニング）に分けて４週間飼育した。介入終了後、足底筋におけるマイオカインの遺伝子発現量を測定した。その結果、運動介入により脳由来成長因子（Bdnf）の有意な増加ならびにfibronectin type III domain containing 5（Fndc5）の増加傾向が観察されたものの、遺伝子型による変化は観察されなかった。Cathepsin B（Ctsb）に関しては、野生型で運動による有意な増加が観察された一方で、AMPK-DNマウスにおいては運動による増加が消失していた。インスリン様成長因子１（Igf1）の遺伝子発現量に関しては、運動ならびに遺伝子型による影響は観察されなかった。以上より、脳機能関連マイオカインの内、Ctsbの運動による増加に関して、骨格筋AMPKが寄与していることが示唆された。また、骨格筋の不活動によるマイオカイン発現量変化におけるAMPKの関与を検討するため、野生型ならびにAMPK-DNマウスに除神経手術を施し、７日後の足底筋におけるマイオカインの遺伝子発現量を測定した。その結果、除神経脚では偽手術脚に比して、Fndc5の有意な低下、Ctsbの有意な増加、Bdnfの増加傾向が観察されたが、遺伝子型による影響は観察されなかった。以上より、タイムコースなどの詳細な検証が必要であるものの、除神経による脳機能関連マイオカインの発現応答には、骨格筋AMPKは関与していないことが示唆された。