ラット骨格筋の低周波パルス波刺激による4型グルコース輸送体およびモータータンパク質のmRNAレベル上昇

URI http://harp.lib.hiroshima-u.ac.jp/hirokoku-u/metadata/12443
File
Title
ラット骨格筋の低周波パルス波刺激による4型グルコース輸送体およびモータータンパク質のmRNAレベル上昇
Title Alternative
Increasing mRNA levels of glucose transporter type 4 and motor proteins in rat skeletal muscles stimulated with low-frequency pulse-wave.
Author
氏名 徳毛 悠真
ヨミ トクモ ユウマ
別名 TOKUMO Yuma
氏名 宮本 怜於奈
ヨミ ミヤモト レオナ
別名 MIYAMOTO Reona
氏名 速水 啓介
ヨミ ハヤミズ ケイスケ
別名 HAYAMIZU Keisuke
氏名 丹野 福士
ヨミ タンノ フクシ
別名 TANNO Fukushi
Subject
低周波パルス波
4型グルコース輸送体
キネシン-1
ダイニン
2型糖尿病
low-frequency pulse-wave
glucose transporter type 4 (GLUT4)
kinesin-1
dynein
diabetes mellitus type 2
Abstract

2型糖尿病の横紋筋組織では、インスリンに対する感受性低下により4型グルコース輸送体(GLUT4)が細胞膜へ運搬できず高血糖の原因となっている。本研究では低周波パルス波が骨格筋のGLUT4とモータータンパク質の転写レベルにおよぼす影響を検討した。全身麻酔下にF344ラットの両側前脛骨筋を露出して針電極を刺入し右前脛骨筋を30または400 ppmのパルス波(幅0.7 msec,5V)で1時間刺激した後、RNAを抽出した。これを逆転写反応によりcDNAに変換し2色リアルタイム定量PCRを行って、GAPDHを内在性対照としたGLUT4(SLC2A4)、キネシン-1重鎖(KIF5B)、ダイニン重鎖(DYNC1H1)のmRNA相対レベルを比較CT法で算出した。400 ppmパルス波刺激群(n=7)でのみ対照脚に比べ刺激脚で筋組織のSLC2A4(P<0.01)およびKIF5BとDYNC1H1(P<0.05)のmRNA相対レベルが有意に上昇していた。また、400 ppm刺激完了時の筋断端血液のグルコース濃度は刺激脚で有意に低下していた(P<0.05)。以上より、本法が骨格筋でのグルコース利用促進による糖尿病に対する非薬物治療に応用できる可能性が示唆される。

Insulin resistance causes insufficiency of glucose transporter type 4 (GLUT4) trafficking to the cell membrane in striated muscle tissues of the patients with diabetes mellitus type 2. We investigated the effect of stimulation with low-frequency pulse-wave on transcription levels of GLUT4 and motor proteins in skeletal muscle cells. The bilateral anterior tibial muscles of an F344 rat were pierced by two needles respectively under general anesthesia. The pulses(0.7 msec, 5 V)were given only to the right-side muscle for 1 hour at 30 ppm or 400 ppm. Those muscles were collected followed by RNA extraction. The mRNA levels of GLUT4(SLC2A4), kinesin-1 heavy chain (KIF5B), dynein heavy chain (DYNC1H1) relative to GAPDH were measured by quantitative real-time polymerase chain reaction. The mRNA levels of SLC2A4, KIF5B and DYNC1H1 were upregulated significantly in 400 ppm, but not in 30 ppm pulse wave-stimulated muscles (n=7). Blood glucose levels decreased at the muscles stimulated with pulses at 400 ppm significantly (P<0.05). Our study may contribute to developing non-drug therapy against diabetes by facilitating glucose uptake in the skeletal muscles.

Journal Title
医療工学雑誌
Issue
11
Spage
9
Epage
19
Published Date
2017-03
Publisher
広島国際大学大学院医療・福祉科学研究科
ISSN
18819265
Language
jpn
NIIType
Departmental Bulletin Paper
Text Version
出版社版
Set
hirokoku-u