運動により骨格筋内では

＊ミトコンドリアが増える

＊遅筋が多くなる

といったリモデリングが起きますが

そうした運動によるモデルチェンジに
深く関与している重要な分子が
PGC-1α　です

＜PGC-1αってなに？＞

この分子は
さまざまな代謝系遺伝子の転写因子の
活性を制御する転写補助因子で

多くの遺伝子の転写に影響を与え
包括的な反応を発現させるマスターキーと
考えられています


ちなみに転写因子は　
エピジェネテイクスの項でも説明しましたが

遺伝子の転写が行われるDNA配列の
直前に位置するプロモーター部位に結合し
転写を促進する因子で

PGC-1αは
その転写因子の働きを増強する転写補助因子です




で　このPGC-1αは

代謝が活発に行われている臓器
褐色脂肪細胞　肝臓　脳　心臓などに
多く発現していますが

骨格筋にも発現していて
運動により発現が増強し
寒冷刺激によっても発現増加します


骨格筋を用いて運動を行うと

＊短期の運動により
　脂肪酸β酸化関連遺伝子発現が活性化され
　脂肪酸が燃焼し

＊継続的なトレーニングにより
　ミトコンドリアの増加
　遅筋線維の増加
　が誘導されますが

こうした効果の発現には
全てPGC-1αが関与していると考えられています

そして　こうした効果により
エネルギーが消費され　体重が減少し
その結果として
メタボリックシンドロームが抑制されます

つまり　PGC-1αは　
骨格筋が
運動により代謝調節機能を発揮できるようになるための
キーポイントとなる分子といえます

＜PGC-1αは　どのようにして働いている？＞

PGC-1αが　
転写補助因子として活性化する転写因子は
下記の4つで

活性化された転写因子により
多くの遺伝子の発現が活性化されます



＠NRF1/2

＊ミトコンドリア生合成の亢進
＊ミトコンドリア呼吸鎖関連遺伝子の発現増加　DNA複製促進

＠PPARα　δ

＊脂肪酸β酸化に関わる遺伝子の発現増加

＠MEF2

＊遅筋遺伝子の発現増加
＊GLUT4遺伝子の発現増加

＠ERRα

＊脂肪酸β酸化関連遺伝子の発現増加
＊ミトコンドリア呼吸鎖関連遺伝子の発現増加

また　運動により骨格筋のPGC-1α発現が増加すると
前回説明した
白色脂肪細胞の褐色脂肪細胞への分化が促進します

この作用は
前回説明したように
マイオカインのイリシンの作用によるものですが

PGC-1αは
イリシンの産生と放出を制御すると考えられています

このように

＊ミトコンドリアの増生　

＊骨格筋のリモデリング　

＊糖・脂質代謝の制御

といった
体重減少に結びつく重要な働きを有するPGC-1αですが

糖尿病の患者さんでは
骨格筋のPGC-1α発現が少ない
ことが報告されています

もともと糖尿病患者さんでは
＊ミトコンドリアの呼吸鎖複合体
　代謝関連遺伝子の発現低下　

＊ミトコンドリアの機能障害

を認めることが明らかにされていましたが

その原因は
PGC-1α発現低下による可能性が示唆されます

運動によるPGC-1α発現増加により
ミトコンドリアの異常が是正される
ことが　そうした仮説を裏付けています


＜どうして運動すると
　骨格筋でのPGC-1α発現が増加するのか？＞

それには以下の経路が
主に関与していると考えられています

＠AMPK経路

AMPKは
細胞内AMP/ATP比の増加で活性化される
セリン/スレオニンキナーゼで
運動によりATPが消費されるので活性化されます

AMPKは
PGC-1αの発現量を増加させるのみならず
PGC-1αをリン酸化して活性化します

＠CaMK経路

CaMKは
Ca2+/カルモジュリン複合体で活性化される
タンパク質リン酸化酵素で
筋収縮にともなう細胞内Ca2+増加により
活性化されます

カルシニューリンは
PGC-1αを活性化します




＜PGC-1αの発現を増強すれば　運動しなくてもやせられる？＞

このようにPGC-1αは
運動による筋肉のリモデリングと
それにともなうエネルギー代謝の促進を
統括的に制御する分子で

しかも
糖尿病では
骨格筋のPGC-1αの発現低下がみられているため

PGC-1αの発現を
増強したり活性化させる薬があれば
運動しなくてもやせることができ
糖尿病を良くすることが　できるのではないか？

というアイデアが生まれてきます

つまり　運動しなくても
薬を飲めば運動と同じ効果が得られる
いわば「運動模倣薬剤」です

そんなこと　実現可能なの？

次回はそのあたりの解説をしますので
楽しみにしていてください？（笑）