骨格筋の萎縮と回復期におけるDNA損傷の関与

• Project/Area Number: 12780039
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 体育学
• Research Institution: Toho University
• Principal Investigator: 只野 ちがや 東邦大学, 医学部, 助手 (40261094)
• Project Period (FY): 2000 – 2001
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2001)
• Budget Amount: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000); Fiscal Year 2001: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000); Fiscal Year 2000: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: 活性酸素 / 筋疲労 / DNA損傷 / 阻血 / 加齢 / ラット / 8-hydroxy-deoxyguanosine / 誘発刺激 / 筋電図

Research Abstract

本研究では骨格筋のDNA損傷に係わる要因について,老化萎縮筋および筋疲労,阻血モデルによる検討を行った.疲労は筋内の酸化ストレスを増加させることなどからDNA損傷とも因果関係が指摘されている.本実験ではラット下腿三頭筋の間欠的強縮モデルによって疲労状態と筋の核DNA酸化損傷を検討した.1時間の反復収縮後,単縮張力の低下,M応答積分値の減少やRT(1/2)の遅延などが認められ,同腓腹筋より抽出した核DNA中の8-ヒドロキシデオキシグアノシン(8-OH-dG)値は上昇し,筋疲労との関連性が推察された.このモデルに足底屈に抗するスプリングを付加し,強縮相後の回復相に軽微な張力を誘発した伸張性収縮モデルでは,回復相に刺激の無い条件に比べて腓腹筋DNA中の8-OH-dG値は高値を示した.さらに,スプリングを付加しない等尺性収縮モデルでは回復相の残留張力が増加し,8-OH-dG値も上昇した.回復相の残留張力は腓腹筋の8-OH-dG値と相関があり,これらのことから一部の筋線維が活動する不完全強縮とDNA酸化損傷との関連性が推察された.さらに長時間(3時間)の実施では回復相の残留張力と腓腹筋の8-OH-dG値はともに低下したが,同時に測定したヒラメ筋DNAの8-OH-dGは高値を維持した.筋疲労に伴う各筋の張力寄与度の変化との関連性も考えられた.つぎに,同様なラット下腿三頭筋間欠強縮モデルに下肢動静脈圧迫による間欠的阻血(不完全)を付加した.その結果著しい強縮張力の低下および筋疲労が認められた.腓腹筋の8-OH-dG値は阻血付加によってさらに上昇した.高齢者の不使用,ギプス固定においても血流の低下が観察されることから,これらの条件においても筋のDNA酸化損傷が増大することが推察された.加齢ラット(30ケ月齢)の腓腹筋は成熟個体(4ケ月齢)に比べ著しい萎縮を認められたが,ミトコンドリアDNAの欠失について明確な差異を認めなかった.