Zip13-KOマウスでも、実は野生型マウスと比較して筋肉量は有意には落ちていません。筋肉はあるのに筋力が弱い、という状態です。その理由の一つとして考えられたのが、糖取り込み能の低下でした。細胞に糖を取り込むGLUT4トランスポーターは、通常はインスリン等の働きによって細胞膜に発現量が増加します。ところがZip13-KOマウスでは、細胞膜にGLUT4が発現する機能が落ちていたのです。

「Zip13はGLUT4の発現制御を介して、骨格筋の代謝機能に関与している。そのためZip13の欠損はGLUT4の発現低下を引き起こし、骨格筋の糖取り込み能が落ちて筋力が低下する」、この仮説で研究を進めていました。

そうしたところ、意外な発見がありました。これから論文をまとめようとしているところですので、詳細を語ることは控えさせていただきますが、Zip13-KOマウスの筋肉を解析したところ、筋肉の質が異常になっていることが確認できたのです。

はい。GLUT4の働きも重要ですが、筋力を十分に発揮するためには、筋肉の質の変化はより大きな原因であると考えられます。

脂肪細胞についても、意外なことがわかりました。中国のある研究グループが、ハエのZip13が鉄の移動に関わっている可能性を提示したのです。

私たちの研究でも、脂肪分解を抑えるZip13の機能は亜鉛ではなく、鉄を移動させることで調節している可能性が高いことがわかってきました。実際にZip13が鉄を移動させているかどうかは、金属輸送能解析を専門とする杏林大学の木村徹講師のグループとの共同研究で解析を進めています。

細胞内での金属輸送を確認するためには、専門性の高い技術と設備が必要。研究の遂行に最も苦労している点でもある

ハエのZip13は、鉄は運びますが亜鉛を運ばない分子として報告されています。しかし、人工的にZip13を持たないマウス細胞にハエのZip13を導入すると、問題なく機能します。これは、Zip13は鉄を動かすことで、ヒト細胞に対しても何らかの仕事をしていることを示唆しています。

Zip13の全機能が鉄の移動に関わっているわけではありません。私たちは亜鉛を動かす部分と鉄を動かす部分の両方があると考え、解析を進めています。

本研究では、脂肪細胞病態解析は私の研究室、骨格筋病態解析を徳島文理大学の深田俊幸教授の研究室、金属イオン輸送解析を杏林大学の木村徹講師の研究室で、それぞれ進めています。研究をスタートしたときから半年毎に会議を開催し、さらに必要に応じて臨時会議も行うなど、情報共有や議論を頻繁に行ってきました。コロナ禍が始まってからはZoom会議が主になりましたが、助成金をいただいたおかげで海外の各分野の専門家からも積極的に助言をいただくことができるようになり、共同研究の国際化が加速しています。

群馬大学生体調節研究所は、国内で唯一「内分泌・代謝学」の共同利用・共同研究拠点として文科省に認定された施設でもあります。そのため国内外の研究者に私たちのリソースや研究施設、実験器具などを共同研究で使ってもらい、ともに研究の発展を目指して連携できる環境があることも大きな強みですね。