運動による糖代謝促進へのPGC-1αの関与

　運動をある程度継続して行った骨格筋では、ミトコンドリアと呼ばれる細胞内の小器官の数が増加して脂肪の燃焼が盛んになり、血液中のブドウ糖（血糖）を骨格筋に取り込む糖輸送体ＧＬＵＴ４が増加することにより糖の代謝が活発になります。

　運動を心がけることにより、糖尿病などの生活習慣病になりにくくなりますが、骨格筋がこのような性質を獲得することが、生活習慣病を予防する一つの理由として考えられています。

　最近、ＰＧＣ?１αという遺伝子の転写を制御する物質が発見され、ミトコンドリアの合成を促進する働きを有することや、骨格筋培養細胞での実験ではＧＬＵＴ４を増加させることが報告されました。ＰＧＣ?１αは骨格筋にも存在し、運動を行うとその量が増えることを当研究所の健康増進部にて明らかにしております。それらの結果から、運動によってＰＧＣ?１α量が増加することが骨格筋の性質の変化に結びつくものと考えられました。

　本研究では、人工的に骨格筋だけにＰＧＣ?１α量を大量に増やしたマウス（トランスジェニックマウス）を作成し、運動によってミトコンドリアやＧＬＵＴ４が増加するのは、ＰＧＣ?１αの増加によって説明できるのかを、生体内で検証しました。

　ＰＧＣ?１αトランスジェニックマウスでは、ミトコンドリアの増加と、筋肉の赤化（マラソンなどの長時間の運動に適した筋肉）が認められましたが、予想に反してＧＬＵＴ４の発現量は低下していました。それに伴い、インスリン抵抗性注）が認められました。これらの結果から人工的に骨格筋にＰＧＣ?１α量を長時間、大量に増やすと、ミトコンドリアは増加しますが、ＧＬＵＴ４の発現量は増加せず、糖の代謝を活発にはしないことがわかりました。

　今後、ＰＧＣ?１αを標的にした糖尿病治療薬などが開発されてくるかもしれませんが、ＰＧＣ?１αを大量に増やし続けるとインスリン抵抗性を引き起こす可能性があり、その副作用には十分注意する必要があると考えられます。また、ＰＧＣ?１α以外にＧＬＵＴ４の量を増やす物質の発見が望まれます。

注）インスリン抵抗性：
食後、血糖値が上がると膵臓からインスリンが血液中に分泌されて骨格筋などに働きます。骨格筋はインスリンを受け取るとＧＬＵＴ４を用いて血糖を取り込み、血糖値を下げます。インスリン抵抗性になると、骨格筋がインスリンを受け取ってもＧＬＵＴ４に情報が伝わらず、血糖を取り込みにくくなります。その結果、インスリンによる血糖調節機能が効かなくなり、血糖値が下がりにくく、高値を示しがちになります。過食（特に脂肪の多い食事）、運動不足などがインスリン抵抗性を引き起こす原因として考えられています。生活習慣病のひとつである２型糖尿病の前兆です。 【三浦進司】

出典：Overexpression of peroxisome proliferator-activated receptorγcoactivator-1α(PGC-1α) down-regulates GLUT４ mRNA in skeletal muscles. Miura S, Kai Y, Ono M, Ezaki O: J Biol Chem. : 278(33): 31385-31390, 2003

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