糖尿病患者の筋肉減少の原因を発見

神戸大学

 神戸大学の研究グループは、糖尿病で筋肉量が減少するメカニズムを世界で初めて明らかにしました。筋肉の減少により活動能力が低下すると、様々な病気にかかりやすくなり、寿命の短縮に繋がります。糖尿病患者は筋肉が減少しやすいことが知られていますが、そのメカニズムは明らかではありませんでした。

糖尿病と筋肉減少の関係

 高齢者では、筋肉の減少により活動能力が低下すると様々な病気にかかりやすくなり、寿命の短縮にも繋がることが知られています。加齢による筋肉の減少と活動能力の低下は「サルコペニア」と呼ばれ、高齢者が増加し続ける我が国で、大きな問題となっている健康障害の一つです。糖尿病患者は高齢になると筋肉が減少しやすいこと、すなわちサルコペニアになりやすいことが知られていますが、そのメカニズムはよく解っていませんでした。

 糖尿病はインスリンというホルモンが体の中で十分に働かなくなることによって起こる病気です。インスリンには血糖値を整えるだけでなく、細胞の増殖や成長を促す作用があるので、インスリンの作用が十分でなくなると筋肉細胞の増殖や成長が妨げられて、筋肉の減少に繋がるという仮説も提唱されていました。本研究グループは今回の研究で、血糖値の上昇自体が筋肉の減少を引き起こすという、従来、全く想定されていなかった糖尿病による筋肉減少のメカニズムを明らかにし、その際に重要な働きをする2つのタンパクの役割をつきとめました。

WWP1とKLF15が筋肉減少に影響

 本研究グループは、マウスを実験的に糖尿病にすると筋肉量の減少に伴って、転写因子であるKLF15というタンパクの量が筋肉で増えることを発見しました。筋肉だけで、KLF15を無くしたマウスを作ったところ、このマウスは糖尿病になっても筋肉量が減らないことがわかりました。このことは糖尿病でKLF15の量が増えることが、筋肉減少の原因であることを示しています。糖尿病では、どのようなメカニズムでKLF15が増えるかを検討した結果、血糖値の上昇がKLF15の分解を抑制し、KLF15が筋肉で蓄積することが解りました。さらにKLF15の分解制御にWWP1というタンパクが重要な働きをしていることもつきとめました。

 WWP1はユビキチンリガーゼと呼ばれるタンパクの仲間の一つです。ユビキチンという小さなタンパクが結合すると、ユビキチンが結合したタンパクの分解が速まります。通常の状態では、WWP1がKLF15にユビキチンを結合させることにより分解を促し、KLF15の量を低く保っていますが、血糖値が上昇すると、WWP1の量が少なくなり、その結果、KLF15のユビキチンの結合が少なくなりKLF15の分解が抑制されることを発見しました。

 これらの結果から、血糖値の上昇がWWP1とKLF15という2つのタンパクの量に影響を及ぼすことにより筋肉を減少させるというメカニズムが初めて明らかとなりました。WWP1やKLF15というタンパクが糖尿病の筋肉減少に関わることはもとより、血糖値の上昇が筋肉の減少を促すという現象も、今まで全く想定されていなかった新発見です。

画期的治療薬開発への期待

 糖尿病だけでなく、加齢や運動不足など、様々な原因で筋肉は減ります。今回の研究で、その働きが明らかになったKLF15とWWPというタンパクは他の原因による筋肉減少にも関わっている可能性があります。

 現在、筋肉減少に対する治療薬はありません。WWP1の働きを強めるような薬、あるいはKLF15の働きを弱めるような薬を開発できれば、筋肉減少の画期的な治療薬となる可能性があります。