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Action of general anesthetic on sarcopenia: analysis of the mechanism of impairment of autophagy of sarcopenia

Research Project

Project/Area Number 19K09317
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 55050:Anesthesiology-related
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

Toda Noriko  東北大学, 医学系研究科, 非常勤講師 (50375052)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 佐藤 岳哉  東北大学, 医学系研究科, 准教授 (10312696)
斎藤 将樹  東北大学, 医学系研究科, 助教 (50400271)
野村 亮介  東北大学, 大学病院, 助教 (90400358)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywordsサルコペニア / プロポフォール / オートファジー / 全身麻酔薬 / 加齢 / 細胞生存率
Outline of Research at the Start

長時間手術・集中治療管理における全身麻酔薬・鎮静薬の使用は、サルコペニア患者に周術期合併症増加や予後悪化をもたらす。サルコペニアの病態には、ミトコンドリア機能不全、活性酸素分子産生増加、オートファジー不全も大きく関与する。一方、全身麻酔薬は酸化ストレスや炎症、免疫、オートファジーに対し強い影響を与える。
本研究は、サルコペニア病態における全身麻酔薬の効果についてオートファジーの分子機構から解明することを目的とする。更にサルコペニア病態と相関するバイオマーカーとなりうる分子を網羅的解析から同定する。本研究は基礎研究だが、この機序の解明によって周術期合併症低下や予後の改善に役立つことが期待される。

Outline of Final Research Achievements

The use of general anesthetics and sedatives during prolonged surgical and intensive care procedures causes increased perioperative complications and worse prognosis in patients with sarcopenia. However, the mechanism underlying these effects remains unclear. This study aimed to elucidate the effects of general anesthetics on the pathogenesis of sarcopenia by analyzing the molecular mechanisms of autophagy.
LPS treatment of mouse rhabdomyoblast C2C12 cells, a model cell for sarcopenia, significantly decreased cell viability and suppressed LC3B expression, whereas co-administration of propofol during LPS treatment significantly improved cell viability, suggesting that propofol may ameliorate sarcopenia.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

長時間手術・集中治療管理における全身麻酔薬・鎮静薬の使用は、サルコペニア患者に周術期合併症増加や予後悪化をもたらすが、その機序は不明な点が多く残されている。
本研究で、サルコペニアモデル細胞であるマウス横紋筋芽細胞C2C12細胞をLPS処理すると細胞生存率が有意に低下し、このときLC3B発現は抑制されていた。LPS処理時にプロポフォールを同時に投与すると、細胞の生存率の有意な改善を示した。今後のin vivoモデルでの検証も必要とするが、全身麻酔薬プロポフォール使用は、サルコペニアを改善する可能性があることを示唆し、サルコペニア治療法開発において新たな知見を得ることができた。

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Doxorubicin induces cardiomyocyte death owing to the accumulation of dysfunctional mitochondria by inhibiting the autophagy fusion process2023

    • Author(s)
      Noriko Toda, Takeya Sato, Mikio Muraoka, Delan Lin, Masaki Saito, Guanje Li, Qui-Chao Song, Teruyuki Yanagisawa, Masanori Yamauchi
    • Journal Title

      Free Radical Biology and Medicine

      Volume: 195 Pages: 47

    • DOI

      10.1016/j.freeradbiomed.2022.12.082

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cytoskeletal Protein 4.1G Is Essential for the Primary Ciliogenesis and Osteoblast Differentiation in Bone Formation2022

    • Author(s)
      Masaki Saito, Marina Hirano, Tomohiro Izumi, Yu Mori, Kentaro Ito, Yurika Saitoh, Nobuo Terada, Takeya Sato, Jun Sukegawa
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 23 Issue: 4 Pages: 2094-2094

    • DOI

      10.3390/ijms23042094

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Tctex-1 augments G protein-coupled receptor-mediated G<sub>s</sub> signaling by activating adenylyl cyclase2021

    • Author(s)
      Saito Masaki、Chiba Ayano、Sato Takeya、Moriya Takahiro、Sukegawa Jun、Nakahata Norimichi
    • Journal Title

      Journal of Pharmacological Sciences

      Volume: 145 Issue: 1 Pages: 150

    • DOI

      10.1016/j.jphs.2020.11.011

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Activity of adenylyl cyclase type 6 is suppressed by direct binding of the cytoskeletal protein 4.1G2019

    • Author(s)
      Saito Masaki、Cui Linran、Hirano Marina、Li Guanjie、Yanagisawa Teruyuki、Sato Takeya、Sukegawa Jun
    • Journal Title

      Molecular Pharmacology

      Volume: 96 Issue: 4 Pages: 441

    • DOI

      10.1124/mol.119.116426

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Current situation of researches on a sensor organelle, primary cilium, to understand the pathogenesis of ciliopathy2019

    • Author(s)
      斎藤 将樹、佐藤 岳哉
    • Journal Title

      Folia Pharmacologica Japonica

      Volume: 153 Issue: 3 Pages: 117-123

    • DOI

      10.1254/fpj.153.117

    • NAID

      130007610670

    • ISSN
      0015-5691, 1347-8397
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Doxorubicin did not affect the lysosomal acidification2022

    • Author(s)
      佐藤岳哉、戸田法子、斎藤将樹、山内正憲、阿部高明
    • Organizer
      第96回日本薬理学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Doxorubicin impaired mitochondrial respiration lead to cause the lethal cardiotoxic damage2022

    • Author(s)
      Takeya Sato, Noriko Toda, Masanori Yamauchi, Takaaki Abe
    • Organizer
      第95回 日本薬理学会年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Tctex-1 リン酸化を介した一次繊毛短縮と細胞増殖の分子制御機構2021

    • Author(s)
      斎藤 将樹,阪路 健祐,Sara Ebrahimi Azar,張替 康皓,佐藤 岳哉
    • Organizer
      日本生化学会東北支部第87回例会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] The use of digitonin for the assessment of the effect of doxorubicin on autophagy flux2021

    • Author(s)
      佐藤岳哉、李冠傑、戸田法子、斎藤将樹、山内正憲、谷内一彦
    • Organizer
      第72回日本薬理学会北部会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Molecular mechanisms of Doxorubicin-induced cardiomyopathy, involvement in the impairment of mitophagy2021

    • Author(s)
      Takeya Sato, Mikio Muraoka, Noriko Toda, Guanjie Li, Masanori Yamauchi, Masaki Saito, Teruyuki Yanagisawa
    • Organizer
      第94回日本薬理学会年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] EGFP-tagged Syntaxin 17 (STX17) localized on autophagosome is increased by Doxorubicin2021

    • Author(s)
      Guanjie Li, Delan Lin, Noriko Toda, Masaki Saito, Masanori Yamauchi, Kazuhiko Yanai, Takeya Sato
    • Organizer
      第94回日本薬理学会年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Tctex-1 augments parathyroid hormone receptor-mediated Gs signaling by activating adenylyl cyclase2021

    • Author(s)
      Masaki Saito, Ayano Chiba, Takeya Sato, Jun Sukegawa
    • Organizer
      第94回日本薬理学会年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Mechanism of primary ciliary resorption by phosphorylated Tctex-12020

    • Author(s)
      M. Saito, K. Sakaji, S. Ebrahimi Azar, T. Sato, C. Sung
    • Organizer
      American Society of Cell Biology 2020
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ドキソルビシンの心筋障害の分子機構 ミトコンドリア選択的オートファジー、 ミトファジー障害による2020

    • Author(s)
      佐藤岳哉、村岡幹夫、戸田法子、山内正憲、斎藤将樹、柳澤輝行
    • Organizer
      第71回日本薬理学会北部会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 完成オートファゴソーム定量系の構築2020

    • Author(s)
      李 冠傑、林 德嵐、戸田 法子、斎藤 将樹、 山内 正憲、谷内 一彦、佐藤 岳哉
    • Organizer
      第71回日本薬理学会北部会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] MAST4 accelerates primary culiary resorption and cell cycle re-rntry through activation of Cdc422020

    • Author(s)
      Sara Ebrahimi Azar、阪路 健祐、佐藤 岳哉、斎藤 将樹
    • Organizer
      第71回日本薬理学会北部会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Tctex-1を介した一次繊毛の短縮・消失におけるCdc42の活性化機構2020

    • Author(s)
      斎藤 将樹, 阪路 健祐, Sara EbrahimiAzar, 佐藤 岳哉
    • Organizer
      第93回日本生化学会大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ドキソルビシン誘発心筋症の分子機構 ーオートファジー融合過程の阻害ー2020

    • Author(s)
      李冠傑、戸田法子、斎藤将樹、山内正憲、谷内一彦、佐藤岳哉
    • Organizer
      東北大学大学院医学系研究科第13回リトリート大学院生研究発表会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 致死性心筋症を誘発する薬物性オートファジー障害の分子機構2019

    • Author(s)
      李冠傑、戸田法子、山内正憲、斎藤将樹、佐藤岳哉
    • Organizer
      日本生化学会東北支部第85回例会・シンポジウム
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.molpharm.med.tohoku.ac.jp/fen_zi_yao_lihomupeji/HOME.html

    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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