| Project/Area Number |
20K11368
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59020:Sports sciences-related
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| Research Institution | Juntendo University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
茅 元司 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (00422098)
渡邊 大輝 広島大学, 人間社会科学研究科(総), 助教 (30823281)
呉林 なごみ 順天堂大学, 医学部, 客員准教授 (50133335)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | 骨格筋 / 微小管 / 粘弾性 / 衝撃耐性 / イメージング / 筋収縮 / 筋挫傷 |
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| Outline of Research at the Start |
骨格筋はその特異な筋構造に由来する収縮力を発揮する事で、運動器としての役割を果たしている。さらに、体外からの外力に抗して身体を防御している。骨格筋は身体にとって力強い器官であるが、常に損傷の危険に晒されているため、筋構造の力学的安定性は筋機能に必須である。「筋構造―収縮力相関」の構成要素はかなりの範囲で分かってきているが、微小管の「筋構造―収縮力相関」への寄与はほとんどわかっていない。本研究では骨格筋に負荷を与えながら、そこに微小管作用薬を投与し、収縮力計測と筋構造イメージングを組み合わせることで「筋構造―収縮力相関」における微小管の寄与を定量的に解明することを目的とする。
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| Outline of Final Research Achievements |
The purpose of this study was to clarify the role of microtubules in the contractile function of skeletal muscle. For this purpose, we developed a device for simultaneous measurement of tension and muscle imaging. A stepping motor for external force strain was incorporated and a movable microscope was constructed to realize highly accurate measurement of contraction force and deformation stress with low noise. By examining the excitation light wavelength and excitation light illumination method for imaging, optical damage and background light noise during repetitive contraction and extension deformation were greatly reduced, and tension force measurement was successfully performed while visualizing the inside of muscle fibers. Using this system, it was also clarified that microtubules are related to the strength of tetanus contraction and deformation stress relaxation time of skeletal muscle.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究の成果は張力計測とイメージングの同時計測法の確立および微小管の骨格筋粘弾性への寄与の解明という二つの点である。前者は異なる計測方法を同一時間軸で行うための技術開発である。近年の生命科学研究においては、生物システムの多要素的理解や分子・細胞・個体間の階層横断的理解が求められているが、生きた筋組織の多元的計測はその両者に貢献するものである。また、骨格筋粘弾性における微小管の寄与を示した事は骨格筋研究に新たな視点を提供することになった。これは筋の衝撃耐性や運動性能の理解に繋がるため、トレーニング法、マッサージ療法やスポーツウェア開発などの身体運動諸分野に波及するものである。
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