荷重増減下での骨-筋連関における分子メカニズムの解明とその制御法の開発
| Project/Area Number |
20K09446
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Basic Section 56020:Orthopedics-related
|
|---|
| Research Institution | University of Occupational and Environmental Health, Japan |
|---|
Principal Investigator |
酒井 昭典 産業医科大学, 医学部, 教授 (90248576)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
|
| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
|
|---|
| Keywords | 筋重量 / 筋断面積 / 慢性閉塞性肺疾患 / 海綿骨 / 骨粗鬆症 / マウス / 筋量 / 筋線維 / 筋ジストロフィー / 皮質骨 / 骨微細構造 / 骨量減少 / ラット / wntシグナル / 海綿骨量 / Gdf8/Myostatin / 荷重 / 骨 / 筋 / 臓器連関 / 分子メカニズム |
|---|
| Outline of Research at the Start |
高齢化が進んだ我が国において、ロコモティブシンドロームの原因となる骨粗鬆症とサルコペニアへの対策が急務となっている。骨量と筋量の減少は同時に生じることが多く、骨と筋の相互連関が生理あるいは病態において重要な役割を果たすことが示唆されているが、その分子メカニズムは明らかにされていない。荷重負荷により骨量と筋量を増加させるためには、本課題の遂行が必須であると考えた。① 骨・筋の局所的調節、② 体液性因子による全身的調節、③ ゲノムによる調節、という3つの側面から研究を遂行する。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、骨と筋の連関を生体と分子レベルで解明することである。令和5年度は、エラスターゼ（PPE）誘導性肺気腫（慢性閉塞性肺疾患：COPD）モデルマウスを用いて、骨と筋の組織を定量的に評価するとともに遺伝子発現を解析した。このCOPDマウスでは、海綿骨量の減少、ヒラメ筋重量の減少、I型筋線維の減少と萎縮、骨格筋酸化ストレス増加、p38MAPK活性化及び筋萎縮シグナルの増加が生じていることを令和4年度までに明らかにしてきた。今回、p38阻害剤の効果を確認した。
12週齢雄C57BL/6Jマウスに生食またはPPE 0.1単位を気管内投与し、Control群、PPE群とした。投与後4週から各群の半数に0.1 microM p38阻害剤SB203580含有飲料水を与え、各p38i群、PPE+p38i群とした。投与後12週時点でヒラメ筋を採取した。その結果、PPE群で認めていたヒラメ筋重量減少は、p38阻害剤投与によって有意に改善した。PPE群ではI型筋線維割合の減少と筋線維断面積の減少を認めていたが、PPE+p38i群ではPPE群と比べどちらも有意に増加していた。PPE群で有意に上昇していた4HNE, p-p38/p38は、PPE+p38i群ではPPE群と比べて有意に低下していた。PPE群で活性化された筋萎縮シグナルは、PPE+p38i群では抑制された。
結論として、COPDマウスで認めたヒラメ筋重量の減少、I型筋線維の減少と萎縮、骨格筋酸化ストレス増加、p38MAPK活性化及び筋萎縮シグナルの増加は、p38阻害剤投与によって防止できた。p38阻害剤は COPDマウスの骨格筋障害を予防できる可能性が示唆された。また、このCOPDマウスでは、自発活動量は低下しておらず、不活動と関係なく、海綿骨量減少と筋重量減少などの筋骨格系障害が生じていることを確認した。
|
Report
(4 results)
Research Products
(37 results)
-
-
-
-
[Journal Article] Oxidative stress causes muscle structural alterations via p38 MAPK signaling in COPD mouse model2022
Author(s)
Mano Y, Tsukamoto M, Wang KY, Nabeshima T, Kosugi K, Tajima T, Yamanaka Y, Suzuki H, Kawasaki M, Nakamura E, Zhou Q, Azuma K, Nakashima T, Tamura Y, Kozaki K, Nakazato K, Li YS, Kawai K, Yatera K, Sakai A
-
Journal Title
Journal of Bone and Mineral Metabolism
Volume: 40
Issue: 6
Pages: 927-939
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
-
-
-
-
-
[Journal Article] Bone microstructure changes due to once-/twice-weekly teriparatide administration: a report of five cases using high-resolution peripheral quantitative computed tomography2021
Author(s)
Tsukamoto M, Okimoto N, Mori M, Yoshioka T, Asano K, Ikejiri Y, Uzawa T, Yoshimura T, Suzuki H, Yamanaka Y, Kawasaki M, Sakai A
-
Journal Title
Modern Rheumatology Case Reports
Volume: rxab048
Issue: 2
Pages: 1-4
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
-
[Journal Article] Disturbance of osteonal bone remodeling and high tensile stresses on the lateral cortex in atypical femoral fracture after long-term treatment with Risedronate and Alfacalcidol for osteoporosis2021
Author(s)
Hirano F, Okuma KF, Zenke Y, Menuki K, Ohnishi H, Fukuda F, Sakai A, Yamamoto N, Shimakura T, Sano H, Tokunaga Y, Takahashi HE
-
Journal Title
Bone Reports
Volume: 14
Pages: 101091-101091
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
-
-
[Journal Article] 骨折の治療と骨粗鬆症2021
Author(s)
酒井昭典, 善家雄吉, 山中芳亮, 田島貴文, 辻村良賢, 濱田大志
-
Journal Title
臨床整形外科
Volume: 56
Pages: 1439-1446
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
-
-
-
[Journal Article] Chronic obstructive pulmonary disease severity in middle-aged and older men with osteoporosis associates with decreased bone formation2020
Author(s)
Manabu Tsukamoto, Toshiharu Mori, Eiichiro Nakamura, Yasuaki Okada, Hokuto Fukuda, Yoshiaki Yamanaka, Ken Sabanai, Ke-Yong Wang, Takeshi Hanagiri, Satoshi Kuboi, Kazuhiro Yatera, Akinori Sakai
-
Journal Title
Osteoporosis and Sarcopenia
Volume: 6
Issue: 4
Pages: 179-184
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
[Book] Osteoporotic Fracture and Systemic Skeletal Disorders2022
Author(s)
Hideaki E. Takahashi, Fumitaka Hirano, Kayoko Furukawa Okuma, Yukichi Zenke, Kunitaka Menuki, Hideko Ohnishi, Fumio Fukuda, Akinori Sakai, Taketoshi Shimakura, Hiroshige Sano, Yuta Tokunaga, and Noriaki Yamamoto
Total Pages
576
Publisher
Springer
ISBN
9789811656132
Related Report
