クレアチン欠損 AGAT および GAMT KO マウスの後肢におけるマーカー酵素活性 - モデル、筋肉、および性の違い

Marker enzyme activities in hindleg from creatine-deficient AGAT and GAMT KO mice - differences between models, muscles, and sexes.

• Karina Barsunova
• Marko Vendelin
• Rikke Birkedal

抄録

クレアチンキナーゼ（CK）は筋肉のエネルギー緩衝剤として機能しています。その基質であるクレアチンは、L-アルギニン：グリシンアミジノトランスフェラーゼ（AGAT）とグアニジノアセテートN-メチルトランスフェラーゼ（GAMT）によって生成されます。クレアチン欠乏症は、GAMT KO マウスよりも AGAT に深刻な影響を及ぼす。本研究では、これらの筋肉の表現型をさらに特徴づけるために、クレアチン欠乏のAGATマウスとGAMTマウス、KOマウスとWTマウスの前脛骨筋（TA）、長腓腹筋伸筋（EDL）、腓腹筋（GAS）、足底筋（PLA）、ヒラメ筋（SOL）の重量を記録した。GAS, PLA, SOL はそれぞれ解糖筋、中間筋、酸化筋であり、ピルビン酸キナーゼ(PK)、乳酸脱水素酵素(LDH)、クエン酸合成酵素(CS)、チトクローム酸化酵素(CO)の活性を記録した。AGAT KOマウスでは、WTマウスと比較して、酸化筋よりも解糖筋の方が筋萎縮とマーカー酵素活性の差が顕著であった。GAMT KOではWTと比較して筋萎縮は緩やかであり、PKとLDH活性の差は小さく、CSとCO活性はすべての筋肉でわずかに高かった。また、男性のSOLは女性に比べてCSとCO活性が高かった。我々の結果は、AGATおよびGAMT KO骨格筋の表現型の特徴付けに詳細を加え、筋肉間の違い、および男女間の違いを考慮に入れることの重要性を示している。

Creatine kinase (CK) functions as an energy buffer in muscles. Its substrate, creatine, is generated by L-arginine:glycine amidinotransferase (AGAT) and guanidinoacetate N-methyltransferase (GAMT). Creatine deficiency has more severe consequences for AGAT than GAMT KO mice. In the present study, to characterize their muscle phenotype further, we recorded the weight of tibialis anterior (TA), extensor digitorum longus (EDL), gastrocnemius (GAS), plantaris (PLA) and soleus (SOL) from creatine-deficient AGAT and GAMT, KO and WT mice. In GAS, PLA and SOL representing glycolytic, intermediate and oxidative muscle, respectively, we recorded the activities of pyruvate kinase (PK), lactate dehydrogenase (LDH), citrate synthase (CS) and cytochrome oxidase (CO). In AGAT KO compared to WT mice, muscle atrophy and differences in marker enzyme activities were more pronounced in glycolytic than oxidative muscle. In GAMT KO compared to WT, the atrophy was modest, differences in PK and LDH activities were minor, and CS and CO activities were slightly higher in all muscles. SOL from males had higher CS and CO activities compared to females. Our results add detail to the characterization of AGAT and GAMT KO skeletal muscle phenotypes and illustrate the importance of taking into account differences between muscles, and differences between sexes.