The effect of glycative stress on exercise-induced skeletal muscle adaptation

• Project/Area Number: 18H03148
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59020:Sports sciences-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Egawa Tatsuro 京都大学, 人間・環境学研究科, 助教 (00722331)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤林 真美 摂南大学, 農学部, 教授 (40599396)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000); Fiscal Year 2020: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2019: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000); Fiscal Year 2018: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
• Keywords: 糖化ストレス / 運動抵抗性 / 骨格筋 / 終末糖化産物 / 骨格筋適応 / 糖化 / プロテオミクス / RNAシークエンス / 筋肥大 / AGEs / 運動 / 筋力トレーニング / プロテオーム / 運動トレーニング / リン酸化 / トレーニング

Outline of Final Research Achievements

The present study aimed to investigate the effect of glycation stress (glycative stress) on exercise adaptation in skeletal muscle. The glycation stress load such as methylglyoxal or glyceraldehyde-derived AGEs adminstration impaired voluntary exercise training-induced promotion of skeletal muscle metabolic adaptation and functional overloading-induced skeletal muscle hypertrophy in mice. In addition, there was an negative association between glycation stress condition and muscle power in young men. These findings suggest that glycation stress is an exercise resistance factor that suppresses the exercise training adaptation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

骨格筋の量や機能を向上させる手段として運動トレーニングが有効であることは広く知られている。しかし、運動の効果を最大限に得られるトレーニング手法を構築するためにも、運動トレーニング効果に影響をおよぼす因子の機能解析は欠かせない。本研究の成果により、糖化ストレスが運動トレーニング効果を妨げる運動抵抗性因子であることが明らかになった。この成果をもとに臨床研究に発展させることで、糖化ストレスに着眼したより効果的な運動トレーニング手法の構築に貢献できる。これにより、スポーツ科学分野のみならず、運動トレーニング実施が必要なリハビリテーション分野や介護予防分野、宇宙科学分野などへ成果が応用できる。

Research Products

• [Journal Article] AMPK is indispensable for overload‐induced muscle glucose uptake and glycogenesis but dispensable for inducing hypertrophy in mice (2021)
  • Author(s): Kido Kohei、Egawa Tatsuro、Fujiyoshi Haruna、Suzuki Hikari、Kawanaka Kentaro、Hayashi Tatsuya
  • Journal Title: The FASEB Journal Volume: 35 Issue: 4
  • DOI: 10.1096/fj.202002164r
  • NAID: 120007173628
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Effects of mild hyperbaric oxygen on osteoporosis induced by hindlimb unloading in rats. (2020)
  • Author(s): Takemura A, Pajevic PD, Egawa T, Teshigawara R, Hayashi T, Ishihara A.
  • Journal Title: J Bone Miner Metab. Volume: - Issue: 5 Pages: 631-638
  • DOI: 10.1007/s00774-020-01100-6
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Involvement of receptor for advanced glycation end products in microgravity-induced skeletal muscle atrophy in mice (2020)
  • Author(s): Egawa Tatsuro、Kido Kohei、Yokokawa Takumi、Fujibayashi Mami、Goto Katsumasa、Hayashi Tatsuya
  • Journal Title: Acta Astronautica Volume: 176 Pages: 332-340
  • DOI: 10.1016/j.actaastro.2020.07.002
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] MBNL1-Associated Mitochondrial Dysfunction and Apoptosis in C2C12 Myotubes and Mouse Skeletal Muscle (2020)
  • Author(s): Yokoyama Shingo、Ohno Yoshitaka、Egawa Tatsuro、Ohashi Kazuya、Ito Rika、Ortuste Quiroga Huascar Pedro、Yamashita Tomohiro、Goto Katsumasa
  • Journal Title: International Journal of Molecular Sciences Volume: 21 Issue: 17 Pages: 6376-6376
  • DOI: 10.3390/ijms21176376
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The Protective Effect of Brazilian Propolis against Glycation Stress in Mouse Skeletal Muscle (2019)
  • Author(s): Egawa T, Ohno Y, Yokoyama S, Yokokawa T, Tsuda S, Goto K, Hayashi T.
  • Journal Title: Foods Volume: 8 Issue: 10 Pages: 439-439
  • DOI: 10.3390/foods8100439
  • NAID: 120006766120
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Effects of Exposure to Mild Hyperbaric Oxygen on DSS-Induced Colonic Inflammation and Diarrhea in Rats (2019)
  • Author(s): Takemura Ai、Egawa Tatsuro、Tanaka Takuji、Kuramoto Takashi、Hayashi Tatsuya、Ishihara Akihiko
  • Journal Title: Journal of Inflammation Research Volume: Volume 12 Pages: 293-299
  • DOI: 10.2147/jir.s220586
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The effects of caffeine on metabolomic responses to muscle contraction in rat skeletal muscle. (2019)
  • Author(s): Tsuda S, Hayashi T, Egawa T.
  • Journal Title: Nutrients Volume: 11 Pages: 1819-1819
  • NAID: 120006766119
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] MENS-associated increase of muscular protein content via modulation of caveolin-3 and TRIM72 (2019)
  • Author(s): Ohno Y, Egawa T, Yokoyama S, Fujiya H, Sugiura T, Ohira Y, Yoshioka T, Goto K.
  • Journal Title: Physiological Research Volume: 68 Pages: 265-273
  • DOI: 10.33549/physiolres.933992
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Lactate stimulates a potential for hypertrophy and regeneration of mouse skeletal muscle (2019)
  • Author(s): Ohno Y, Ando K, Ito T, Suda Y, Matsui Y, Oyama A, Kaneko H, Yokoyama S, Egawa T, Goto K.
  • Journal Title: Nutrients Volume: 11 Issue: 4 Pages: 869-869
  • DOI: 10.3390/nu11040869
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The effect of advanced glycation end products on cellular signaling molecules in skeletal muscle (2018)
  • Author(s): Egawa Tatsuro、Ohno Yoshitaka、Yokoyama Shingo、Goto Ayumi、Ito Rika、Hayashi Tatsuya、Goto Katsumasa
  • Journal Title: The Journal of Physical Fitness and Sports Medicine Volume: 7 Issue: 4 Pages: 229-238
  • DOI: 10.7600/jpfsm.7.229
  • NAID: 130007406072
  • ISSN: 2186-8123, 2186-8131
  • Year and Date: 2018-07-25
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] AMPK Mediates Muscle Mass Change But Not the Transition of Myosin Heavy Chain Isoforms during Unloading and Reloading of Skeletal Muscles in Mice (2018)
  • Author(s): Egawa Tatsuro、Ohno Yoshitaka、Goto Ayumi、Yokoyama Shingo、Hayashi Tatsuya、Goto Katsumasa
  • Journal Title: International Journal of Molecular Sciences Volume: 19 Issue: 10 Pages: 2954-2954
  • DOI: 10.3390/ijms19102954
  • NAID: 120006534581
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Activation of adiponectin receptors has negative impact on muscle mass in C2C12 myotubes and fast-type mouse skeletal muscle (2018)
  • Author(s): Ito Rika、Higa Masaki、Goto Ayumi、Aoshima Megumi、Ikuta Akihiro、Ohashi Kazuya、Yokoyama Shingo、Ohno Yoshitaka、Egawa Tatsuro、Miyata Hirofumi、Goto Katsumasa
  • Journal Title: PLOS ONE Volume: 13 Issue: 10 Pages: 0205645-0205645
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0205645
  • NAID: 120006559414
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 微小重力および老化による骨格筋萎縮における糖化ストレス応答の差異 (2021)
  • Author(s): 江川達郎、木戸康平、横川拓海、後藤勝正、林達也
  • Organizer: 第66回日本宇宙航空環境医学会大会
• [Presentation] 廃用性筋萎縮進行におけるRAGEシグナルの関与 (2020)
  • Author(s): 江川達郎、横川拓海、木戸康平、後藤勝正、林達也
  • Organizer: 第93回日本生化学会大会
• [Presentation] 若年男性における身体の糖化状態が筋力トレーニング効果におよぼす効果 (2020)
  • Author(s): 江川達郎、藤林真美、伊藤理香、後藤勝正、林達也
  • Organizer: 第75回日本体力医学会大会
• [Presentation] Skeletal muscle AMPK is indispensable for overload-induced muscle glucose uptake and glycogenesis but dispensable for inducing hypertrophy in mice (2020)
  • Author(s): Kido K, Egawa T, Suzuki H, Hayashi T
  • Organizer: APS Integrative Physiology of Exercise
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The effect of glycation stress on strength-enhancing effect of resistance training in young male (2020)
  • Author(s): Egawa T, Fujibayashi M, Ito R, Goto K, Hayashi T
  • Organizer: APS Integrative Physiology of Exercise
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 乳酸受容体刺激が骨格筋量に及ぼす影響 (2020)
  • Author(s): 大野善隆、須田陽平、安藤孝輝、松井佑樹、伊藤貴史、金子陽加里、大山明子、横山 真吾、江川達郎、後藤 勝正．
  • Organizer: 第24回日本体力医学会東海地方会学術集会
• [Presentation] 骨格筋肥大に対する糖化ストレスの影響 (2020)
  • Author(s): 小川岳史、江川達郎、林達也．
  • Organizer: 第34回日本体力医学会近畿地方会学術集会
• [Presentation] 後肢懸垂時に発生する糖化ストレスによるマウスヒラメ筋萎縮への影響 (2019)
  • Author(s): 江川達郎、横川拓海、木戸康平、後藤勝正、林達也．
  • Organizer: 第65回日本宇宙航空環境医学会大会
• [Presentation] 自発走運動によるマウス骨格筋適応に対する糖化ストレスの影響 (2019)
  • Author(s): 江川達郎、大野善隆、横山真吾、小川岳史、後藤勝正、林達也．
  • Organizer: 第74回日本体力医学会大会
• [Presentation] The effect of advanced glycation end products on cellular signaling molecules in skeletal muscle (2019)
  • Author(s): 江川達郎
  • Organizer: 第74回日本体力医学会大会
  • Invited
• [Presentation] MBNL1-associated mitochondrial dysfunction and apoptosis in C2C12 myotubes and mouse skeletal muscle (2019)
  • Author(s): Yokoyama S, Ohno Y, Egawa T, Nakamura A, Goto K
  • Organizer: International Conference on Frailty & Sarcopenia Research (ICFSR) 2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 糖化ストレスによる筋肥大と筋収縮機能およびシグナル伝達分子への影響解明 (2019)
  • Author(s): 江川達郎、大野善隆、横山真吾、津田諭志、後藤亜由美、伊藤理香、後藤勝正、林達也
  • Organizer: 第33回日本体力医学会大会近畿地方会
• [Presentation] 軽度高気圧酸素の環境を利用した骨粗鬆症に対する抑制効果 (2019)
  • Author(s): 竹村藍、江川達郎、勅使河原利香、林達也、石原昭彦
  • Organizer: 第33回日本体力医学会大会近畿地方会
• [Presentation] Glycative stress influences skeletal muscle growth and cell growth signaling in mice (2019)
  • Author(s): Egawa T, Ohno Y, Yokoyama S, Goto A, Tsuda S, Goto K, Hayashi T
  • Organizer: The 9th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies Congress (FAOPS2019)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 日本食および欧米食摂取によるラット骨格筋の脂質プロファイルの比較検討 (2018)
  • Author(s): 江川達郎、王昱媛、岩元麻祐、芳賀浩太郎、後藤亜由美、林達也
  • Organizer: 第73回日本体力医学会大会
• [Presentation] 軽度高気圧酸素への滞在が大腸炎症に及ぼす影響 (2018)
  • Author(s): 竹村藍、江川達郎、田中卓二、庫本高志、林達也、石原昭彦
  • Organizer: 第73回日本体力医学会大会
• [Presentation] 糖化ストレス応答と骨格筋量制御 (2018)
  • Author(s): 江川達郎、後藤勝正、林達也
  • Organizer: 第64回日本宇宙航空環境医学会大会
  • Invited
• [Book] 筋肉研究最前線 : 代謝メカニズム、栄養、老化・疾病予防、科学的トレーニング法 (2019)
  • Author(s): 江川達郎、林達也 他
  • Total Pages: 342
  • Publisher: エヌ・ティー・エス(NTS)
  • ISBN: 9784860436155
• [Book] 障害者におけるスポーツの現状と課題．In: 知のスイッチ 「障害」からはじまるリベラルアーツ (2019)
  • Author(s): 江川達郎 、林達也（嶺重慎、広瀬浩二郎、村田淳 編）
  • Total Pages: 288
  • Publisher: 岩波書店
  • ISBN: 4000613170
• [Remarks] 京都大学大学院人間・環境学研究科健康運動学研究室
  • URL: https://sites.google.com/site/tatsuroegawa/home?authuser=0