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

骨骼肌 AMP 激酶作为控制与运动相关的骨骼肌-脑器官连接的分子的可能性

基本信息

批准号：
22K19750
负责人：
林達也
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19750/
关键词：
骨格筋脳運動 AMPキナーゼマイオカイン臓器連関

项目摘要

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。

今年，我们研究了骨骼肌AMP激酶（AMPK）参与控制肌动物的表达，这已被认为是通过以前的研究参与大脑功能的。为了调查骨骼肌AMPK可能通过运动，野生型和骨骼肌特异性AMPKα显性阴性突变体表达（AMPK-DN）小鼠在非锻炼和运动组（车轮运行）中饲养4周的骨骼肌AMPK可能有助于肌动物的表达反应。干预完成后，测量了足底肌肉中肌动物的基因表达水平。结果，运动干预显示出大脑衍生的生长因子（BDNF）的显着增加，并且含有5个（FNDC5）的纤连蛋白III型结构域增加，但未观察到基因型变化。关于组织蛋白酶B（CTSB），在野生型中观察到运动显着增加，而在AMPK-DN小鼠中消除了运动的增加。关于胰岛素样生长因子1（IGF1）的基因表达水平（IGF1），没有观察到运动或基因型的影响。从上面，建议骨骼肌AMPK在与大脑功能相关的肌动物中运动引起的CTSB增加。此外，为了研究AMPK在骨骼肌中不活跃而导致的肌动物表达水平的变化，对7天后测量了植物肌肉中肌蛋白的基因表达水平。结果，与假手术的腿相比，FNDC5显着下降，CTSB显着增加，而否认肢体的BDNF趋势显着下降，但没有观察到基因型效应。以上表明，骨骼肌AMPK不参与与脑功能相关的肌动物的表达反应，尽管需要详细的验证，例如时间过程。