[O-KS-17] 口述演題（基礎）17

[O-KS-17-4] 乳酸刺激によるErk1/2の活性化が骨格筋肥大に及ぼす影響

^○大野 善隆¹, 横山 真吾¹, 後藤 勝正² (1.豊橋創造大学, 2.豊橋創造大学大学院)

Keywords:筋肥大, 乳酸, 乳酸受容体

【はじめに，目的】骨格筋は可塑性に富み，運動（筋収縮）により筋肥大が生じるが，その分子機構の全貌は未だ解明されていない。筋収縮の際に骨格筋細胞は乳酸を産生・分泌し，筋細胞由来の乳酸は血中に移行して様々な器官で利用される。乳酸受容体G protein-coupled receptor 81（GPR81）は脂肪細胞に豊富に存在し，GPR81の活性化はcAMP濃度低下を介して，脂肪分解を抑制する。一方，骨格筋細胞にもGPR81は存在するため，乳酸は筋細胞自身にも影響を及ぼすことが示唆されるが，その作用は明らかになっていない。近年，GPR81作動薬を脂肪細胞や骨格筋細胞に負荷すると，GPR81を介してextracellular signal-regulated kinase 1/2（Erk1/2）が活性化することが報告された。Erk1/2は骨格筋肥大に寄与する細胞内シグナル伝達因子の1つと考えられているが，乳酸がErk1/2を介して骨格筋肥大を引き起こすかは明らかになっていない。そこで本研究では，培養骨格筋細胞を用いて，Erk1/2の抑制が乳酸刺激による骨格筋肥大に及ぼす影響について検討し，乳酸刺激による骨格筋肥大におけるErk1/2の役割を明らかにすることを目的とした。

【方法】実験対象にはマウス筋芽細胞由来C2C12を用いた。筋芽細胞を播種し増殖培地にて増殖させた後，分化培地にて培養し筋管細胞に分化させた。乳酸ナトリウム（乳酸，0～20mM），GPR81のアゴニストである3,5-ジヒドロキシ安息香酸（3,5-Dihydroxybenzoic acid：3,5-DHBA）を分化培地に添加し，乳酸刺激による骨格筋肥大におけるGRP81の関与を検討した。さらに，乳酸刺激による骨格筋肥大におけるErk1/2の役割を検討するために，乳酸およびU0126（Erk1/2阻害剤）を分化培地に添加した。各物質添加後に筋管細胞の直径を測定し，protease inhibitorとphosphatase inhibitorを含むタンパク質抽出液を用いて筋細胞を回収した。筋細胞におけるタンパク質量をBradford法により測定すると共に，ウェスタンブロット法によりErk1/2リン酸化レベルを評価した。実験で得られた測定値の比較には，一元配置分散分析および多重比較検定を用いた（有意水準5％）。

【結果】乳酸は濃度依存性に筋管細胞直径を増加させた。3,5-DHBAも乳酸と同様に，筋管細胞直径を有意に増加させた。さらに，乳酸ならびに3,5-DHBAは筋細胞のErk1/2リン酸化レベルを有意に増加させた。一方，U0126によるErk1/2の抑制は，乳酸による筋管細胞直径の増大を抑制した。

【結論】乳酸による骨格筋肥大効果には，乳酸受容体GPR81を介したErk1/2活性化が関与することが示唆された。本研究の一部は日本学術振興会科学研究費（挑戦的萌芽，16K12942，16K13022；基盤C，26350818）ならびに内藤記念科学振興財団「内藤記念科学奨励金・研究助成」，豊橋創造大学大学院健康科学研究科「先端研究」の助成を受けて実施された。