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Elucidation of pathogenesis of sarcopenia based on the plasticity of metabolism of skeletal muscle

Research Project

Project/Area Number 19H04064
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
Research InstitutionTokyo Metropolitan Geriatric Hospital and Institute of Gerontology

Principal Investigator

Shigemoto Kazuhiro  地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 副所長 (40284400)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大村 卓也  地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究員 (40848420)
金 憲経  地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究部長 (20282345)
森 秀一  地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究員 (30508677)
本橋 紀夫  地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究員 (50532727)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2019: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Keywordsサルコペニア / 筋線維タイプ / 代謝機能 / ミトコンドリア / 酸化ストレス / イメージング技術 / ハイブリッドファイバー / 遺伝子改変マウス / 代謝変換 / フレイル / 骨格筋 / 代謝 / 神経筋シナプス / 筋萎縮 / サテライト細胞 / バイオマーカー / 運動
Outline of Research at the Start

多くの疫学研究でサルコペニアと高齢者の死亡率・介護リスクや老年病症候群は密接な因果関係があることが示されている.筋量・筋力の低下(myopenia)ではサルコペニア前期・早期の病態を評価することは難しく、筋の機能低下(dynapenia)や質的変化に着目した評価法が必要である.申請者は健康で若い筋の筋線維タイプは可塑的に変化するが、様々な原因による筋萎縮では不可逆的な線維タイプ変化が誘導され、筋の代謝変換を伴うことに着目した.サルコペニア前期・早期に起きる代謝変換を伴う筋の質的変化との関連性で、運動も食事も共に筋の代謝活性の可塑的で律動的変化を誘導することに着目して研究を遂行する.

Outline of Final Research Achievements

The loss of muscle strength and motor function associated with sarcopenia is expected to be accompanied by qualitative changes in muscle due to aging but has not yet been clearly defined pathologically. Elucidation of the mechanism of sarcopenia based on pathological evidence is necessary for the development of scientifically based early diagnosis and assessment methods. Using aging MusColorTM mice developed by the applicant, we found characteristic myofiber type changes. We also established a new research method by establishing the MusColorTM muscle cell line. This study successfully defined the pathology of early qualitative changes in sarcopenia in combination with the results of the morphological changes and functional decline of muscle mitochondria and their mechanisms during aging.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年、要支援・要介護の原因となるサルコペニアの診断基準が改訂され、筋量減少よりも早期から筋力および運動機能の低下を計測して早期介入を行うことが必要であると発表された。筋力および運動機能の低下は、老化に伴う筋の質的変化を伴うことが予想されるが、未だ明確に病理学的に定義されていない。本研究では、まずサルコペニアの病理学的エビデンスを明らかにして、それを指標としたサルコペニアのメカニズムを解明する新技術の開発とメカニズムの解明を行った。本研究の成果を基にして、科学的根拠に基づいた早期診断法及び評価法の開発が今後期待される。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (25 results)

All 2021 2020 2019 2018 Other

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 3 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 9 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Maintenance of contractile force of the hind limb muscles by the somato-lumbar sympathetic reflexes.2021

    • Author(s)
      Harumi Hotta, Kaori Iimura, Nobuhiro Watanabe, Kazuhiro Shigemoto
    • Journal Title

      The journal of physiological sciences

      Volume: 71 Issue: 1 Pages: 1-13

    • DOI

      10.1186/s12576-021-00799-w

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 骨格筋の代謝からみた運動.2021

    • Author(s)
      重本和宏 福永大地 大村卓也
    • Journal Title

      Geriatric Medicine

      Volume: 59 Pages: 963-966

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  • [Journal Article] サルコペニアにおけるミトコンドリアの役割.2021

    • Author(s)
      重本和宏 福永大地 森秀一 大村卓也 岸田広美
    • Journal Title

      医学の歩み

      Volume: 279 Pages: 363-353

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  • [Journal Article] Muscle fiber type specific alterations of mitochondrial respiratory function and morphology in aged female mice2021

    • Author(s)
      Fukunaga Taichi、Mori Shuuichi、Omura Takuya、Noda Yoshihiro、Fujita Yasunori、Ohsawa Ikuroh、Shigemoto Kazuhiro
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 540 Pages: 116-122

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.11.071

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Meningoencephalitis due to masked mastoiditis diagnosed during follow-up in an old adult with diabetes mellitus: an autopsy case report.2020

    • Author(s)
      Omura T, Motoyama R, Tamura Y, Nonaka K, Tanei Z, Shigemoto K, Tokumaru A, Murayama S, Arai T, Araki A.
    • Journal Title

      Geriatr Gerontol Int.

      Volume: 20 Issue: 5 Pages: 500-501

    • DOI

      10.1111/ggi.13904

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  • [Journal Article] Geriatric practice during and after the COVID-19 pandemic2020

    • Author(s)
      Omura Takuya、Araki Atsushi、Shigemoto Kazuhiro、Toba Kenji
    • Journal Title

      Geriatrics & Gerontology International

      Volume: 20 Issue: 7 Pages: 735-737

    • DOI

      10.1111/ggi.13958

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Mechanical regulation of bone homeostasis through p130Cas-mediated alleviation of NF-κB activity.2019

    • Author(s)
      Miyazaki T, Zhao Z, Ichihara Y, Yoshino D, Imamura T, Sawada K, Hayano S, Kamioka H, Mori S, Hirata H, Araki K, Kawauchi K, Shigemoto K, Tanaka S, Bonewald LF, Honda H, Shinohara M, Nagao M, Ogata T, Harada I, Sawada Y
    • Journal Title

      Sci Adv

      Volume: 5 Issue: 9 Pages: 7802-7802

    • DOI

      10.1126/sciadv.aau7802

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Tbx1 regulates inherited metabolic and myogenic abilities of progenitor cells derived from slow- and fast-type muscle2018

    • Author(s)
      Motohashi Norio、Uezumi Akiyoshi、Asakura Atsushi、Ikemoto-Uezumi Madoka、Mori Shuuichi、Mizunoe Yuhei、Takashima Rumi、Miyagoe-Suzuki Yuko、Takeda Shin’ichi、Shigemoto Kazuhiro
    • Journal Title

      Cell Death & Differentiation

      Volume: 印刷中 Issue: 6 Pages: 1024-1036

    • DOI

      10.1038/s41418-018-0186-4

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    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Muscle fiber type specific alterations of mitochondrial respiratory function and morpholory2021

    • Author(s)
      重本 和宏, 福永 大地, 森 秀一, 大村 卓也, 野田 義博, 藤田 泰典, 大澤 郁朗
    • Organizer
      第44回日本基礎老化学会
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  • [Presentation] 骨格筋におけるミトコンドリアの加齢変化は筋線維タイプ単位に依存する 分子生物学会2021

    • Author(s)
      大村 卓也, 福永 大地, 森 秀一, 河野 真子, 野田 義博, 藤田 泰典, 大澤 郁朗, 重本 和宏.
    • Organizer
      第44回分子生物学会
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  • [Presentation] 加齢マウスにおける筋線維タイプ別のミトコンドリア呼吸機能および形態の変化2021

    • Author(s)
      重本 和宏, 福永 大地, 森 秀一, 大村 卓也, 野田 義博, 藤田 泰典, 大澤 郁朗
    • Organizer
      第94回日本生化学大会
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  • [Presentation] Mechanistic Biomarkers of Sarcopenia and Frailty.2020

    • Author(s)
      Shigemoto K.
    • Organizer
      The 6th Asian Conference for Frailty & Sarcopenia 2020
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] サルコペニア・フレイルのメカニズムと運動および食事との関連性とは?2020

    • Author(s)
      重本和宏、大村卓也、岸田広美
    • Organizer
      第7回日本サルコペニア・フレイル学会大会シンポジウム2
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    • Invited
  • [Presentation] 老齢マウス骨格筋の筋線維タイプ単位におけるミトコンドリア酵素活性とミトコンドリア形態の加齢変化.2020

    • Author(s)
      福永大地,重本和宏.
    • Organizer
      7回日本サルコペニア・フレイル学会大会
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  • [Presentation] サルコペニア・フレイルのメカニズムの解明に向けて.2020

    • Author(s)
      重本和宏.
    • Organizer
      第22回日本骨粗鬆症学会/第38回日本骨代謝学会学術集会.
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      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 重症筋無力症モデル動物の開発と治療法の研究.2020

    • Author(s)
      重本和宏.
    • Organizer
      第38回日本神経治療学会学術集会.
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    • Invited
  • [Presentation] サルコペニア・フレイルについて.2020

    • Author(s)
      重本和宏.
    • Organizer
      糖尿病血管研究会
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  • [Presentation] Degeneration of ALS mouse neuromuscular junctions analyzed using super resolution microscopy and ame-liorated using human mesenchymal stem cells.2019

    • Author(s)
      Y. Badawi, S. Tungtur, T. Tanaka, R. Soder, R.Barohn, K. Shigemoto and H. Nishimune.
    • Organizer
      Neuroscience 2019
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] サルコペニア・フレイルのバイオマーカー探索に向けて.2019

    • Author(s)
      重本和宏
    • Organizer
      第27回日本臨床化学会関東支部総会
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    • Invited
  • [Presentation] サルコペニアと認知的フレイルおよび精神・心理的フレイルの因果関係とは?2019

    • Author(s)
      重本和宏
    • Organizer
      第31回日本老年学会総会 合同シンポジウム
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    • Invited
  • [Presentation] Serum protein derived from skeletal muscle is a candidate biomarker for neuromuscular communication.2019

    • Author(s)
      Mori S, Motohashi N, Takashima R, Shigemoto K.
    • Organizer
      第60回日本神経学会学術大会
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  • [Presentation] サルコペニア・フレイルの病態と機序について.2019

    • Author(s)
      重本和宏
    • Organizer
      日本サルコペニアフレイル学会
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  • [Remarks] 東京都健康長寿医療センター研究所老年病態研究チーム

    • URL

      https://www.tmghig.jp/research/team/rounenbyotai/

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  • [Remarks] 独立行政法人東京都健康長寿医療センター研究所

    • URL

      https://www.tmghig.jp/research/team/rounenbyotai/undokiigaku/

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  • [Remarks] 地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター研究所老年病態研究チーム運動器医学

    • URL

      https://www.tmghig.jp/research/team/rounenbyotai/undokiigaku/

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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