MicroRNA-124はMCT1を標的とした低酸素下における大型バス（micropterus salmoides）の筋肉内の乳酸輸送を制御している

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Aquat. Toxicol..2020 Jan;218:105359. S0166-445X(19)30690-3. doi: 10.1016/j.aquatox.2019.105359.Epub 2019-11-16.

MicroRNA-124はMCT1を標的とした低酸素下における大型バス（micropterus salmoides）の筋肉内の乳酸輸送を制御している

MicroRNA-124 regulates lactate transportation in the muscle of largemouth bass (micropterus salmoides) under hypoxia by targeting MCT1.

L L Zhao
H Wu
J L Sun
L Liao
C Cui
Q Liu
J Luo
X H Tang
W Luo
J D Ma
X Ye
S J Li
S Yang

PMID: 31765944 DOI: 10.1016/j.aquatox.2019.105359.

抄録

炭水化物代謝は、急性低酸素ストレスに応答して好気性から嫌気性（解糖）に切り替わってエネルギーを供給する。溶存酸素（DO）濃度が1.2±0.1mg/Lの急性低酸素ストレスを24時間、12時間の再酸素化を行い、Micropterus salmoides筋における嫌気性解糖経路の応答を調べた。その結果、低酸素ストレス時には筋肉中のグルコース濃度が有意に低下する一方で、乳酸およびピルビン酸濃度は上昇する傾向にあった。筋グリコーゲンには有意差は認められず、ATP含量は有意に変動した。ホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼ（PEPCK）などの糖新生関連酵素の活性はわずかに上昇していた。また、ヘキソキナーゼ(HK)、ピルビン酸キナーゼ(PK)、乳酸脱水素酵素(LDH)などの解糖酵素の活性は低酸素誘導後に上昇した。不思議なことに、ホスホフルクトキナーゼ（PFK）活性は低酸素下で4時間以内に有意に低下したが、これらの効果は一過性であり、ほとんどの指標は再酸素化の12時間後にコントロールレベルに戻った。hif-1α, ampkα, hk, glut1, ldhのmRNA発現は低酸素下で糖質代謝が再プログラムされていることが示唆された。また、乳酸輸送はmiR-124-5pにより制御されていることが示唆された。これらの知見は、Micropterus salmoides筋における低酸素の分子制御機構に新たな知見を与えるものである。

Carbohydrate metabolism switches from aerobic to anaerobic (glycolysis) to supply energy in response to acute hypoxic stress. Acute hypoxic stress with dissolved oxygen (DO) levels of 1.2 ± 0.1 mg/L for 24 h and 12 h re-oxygenation was used to investigate the response of the anaerobic glycolytic pathway in Micropterus salmoides muscle. The results showed that the glucose concentration was significantly lower in muscle, while the lactic acid and pyruvic acid concentrations tended to increase during hypoxic stress. No significant difference was observed in muscle glycogen, and ATP content fluctuated significantly. The activities of gluconeogenesis-related enzymes were slightly elevated, such as phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPCK). The activities of the glycolytic enzymes increased after the induction of hypoxia, such as hexokinase (HK), pyruvate kinase (PK), and lactate dehydrogenase (LDH). Curiously, phosphofructokinase (PFK) activity was significantly down-regulated within 4 h during hypoxia, although these effects were transient, and most indices returned to control levels after 12 h of re-oxygenation. Upregulated hif-1α, ampkα, hk, glut1, and ldh mRNA expression suggested that carbohydrate metabolism was reprogrammed under hypoxia. Lactate transport was regulated by miR-124-5p according to quantitative polymerase chain reaction and dual luciferase reporter assays. Our findings provide new insight into the molecular regulatory mechanism of hypoxia in Micropterus salmoides muscle.