骨格筋機能を制御する「脂質の質（リポクオリティ）」の解明

骨格筋は、身体を動かすための運動器官であるだけでなく、糖や脂質の代謝を通じて全身の代謝恒常性を支える重要な臓器です。その機能低下は、サルコペニアや生活習慣病の発症とも密接に関係しています。
私たちは、骨格筋機能を規定する新たな分子基盤として、細胞膜を構成するリン脂質の「質（リポクオリティ）」に着目して研究を進めています。リン脂質は、グリセロール骨格に2つの脂肪酸（アシル基）と1つの極性基が結合した分子です。結合する脂肪酸と極性基の組み合わせによって、生体内には約1,000種類もの多様なリン脂質分子が存在します。こうしたリン脂質の多様性は、生体膜の流動性や小胞輸送、脂質ラフト形成、オートファジーなどの膜動態を制御するとともに、受容体やイオンチャネルなどの膜タンパク質の機能にも影響すると考えられています。一方、脂質は遺伝子に直接コードされていないため、その解析や機能解明はタンパク質などに比べて難しく、生体膜を構成する個々のリン脂質分子がどのような生理的役割を担うのか、その多くはまだ明らかになっていません。

私たちはこれまでに、骨格筋の筋線維タイプによってリン脂質に結合する脂肪酸組成が異なることを見出し、その違いが筋収縮特性やミトコンドリア機能と密接に関係する可能性を示してきました。また、骨格筋ではドコサヘキサエン酸（DHA）を含むリン脂質が比較的多く存在し、その組成は運動トレーニングや筋萎縮などによって変化します。現在は、遺伝子改変マウスや培養骨格筋細胞を用いて、リン脂質リモデリング酵素（LPLAT群）や転写因子PGC-1αなどに着目し、運動、不活動、栄養環境によって骨格筋のリン脂質の質がどのように変化するのか、さらにその変化が骨格筋機能のみならず他臓器機能にどのような影響を及ぼすのかを解析しています。

最終的には、リン脂質に結合する脂肪酸種の変化と骨格筋機能や全身機能との因果関係を明らかにし、「リン脂質の質の変化が骨格筋の機能を制御し、その効果は全身に波及する」という新たな概念の確立を目指しています。この研究を通じて、サルコペニアや代謝疾患の予防・改善につながる新たな栄養・運動戦略の創出に貢献するとともに、得られた脂質解析技術や知見を応用し、リン脂質分子種を指標とした食肉の品質・特性評価など、食品科学への展開も進めています。

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【これまでの主な研究成果】

・アシル基転移酵素LPGAT1/LPLAT7による骨格筋の筋線維特異的なリン脂質クオリティー制御機構の解明

・炭水化物、脂質の摂取比率に応答する血中phosphatidylcholine分子の発見

・運動トレーニングによる骨格筋中リン脂質分子種の変化へのPGC-1αの関与

・Glycerol-3-phosphate dehydrogenase 1の役割
　1.絶食時の糖新生への影響
　2.運動持久力への影響
　3.アルコール性脂肪肝発症への影響

・運動持久力と骨格筋LKB1およびAMPK活性　—横隔膜の変化—

・運動トレーニングによる骨格筋での代謝変化の分子メカニズム

・運動中の骨格筋での脂質代謝増加の分子メカニズム

・筋萎縮モデルマウス

・脂肪組織におけるGLUT4発現制御

・脂肪滴表面に存在するタンパク質

・動脈硬化に関する研究