間欠的低周波数電気刺激による骨格筋肥大にmTORC1は関与するか？

• Project/Area Number: 20K19587
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 59020:Sports sciences-related
• Research Institution: Kyushu Sangyo University
• Principal Investigator: 蔦木 新 九州産業大学, 人間科学部, 講師 (20738661)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2020: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
• Keywords: ｍTORC1 / 電気刺激 / レジスタンス運動 / タンパク合成 / mTORC1 / 筋肥大 / 低周波数電気刺激 / ラパマイシン

Outline of Research at the Start

近年の高齢社会においてヒトの生活の質を向上させるためにレジスタンストレーニングのような骨格筋肥大をもたらす運動が着目されている. 骨格筋肥大の分子制御機構としてmTORC1経路の活性化に伴う細胞内のタンパク合成の亢進・蓄積が取り上げられるものの,近年ではmTORC1の活性化状態が不十分でも,骨格筋肥大が誘発されることがわかってきた.
本研究課題では,申請者が見出した低張力発揮ながらも骨格筋肥大を誘発する間欠的低周波数電気刺激を用いて,運動誘発性骨格筋肥大に対するmTORC1の貢献を明らかにすることを目的とした.
本研究課題の成果は,骨格筋肥大の鍵因子を探す基礎的資料となる.

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題の命題は機械的刺激による骨格筋肥大にはラパマイシン標的タンパク複合体(mTORC1)の活性が必要かどうかである。間欠的低周波数電気刺激(LFS)モデルではmTORC1の下流標的因子のリン酸化型p70S6K(T389)の亢進が低いことを見出している。そのため、本研究課題では、これまで(1)LFSモデルによる1ヶ月間の運動は収縮回数20回または50回のそれぞれで非運動側と比して運動側では有意な骨格筋重量の増加が確認できること、(2)単回運動後1,6,24時間のタイムポイントのうち、6時間後で有意にLFSモデル(収縮回数50回)が高周波数電気刺激(HFS)と比して有意に低値を示すことを確認済みである。
2023年度では2022年度から引き続きラパマイシンを投与し、一過性のタンパク合成が既報のように抑制されないかどうかを確認する予定であった。しかしながら、業務の多忙化に伴い行えていない。そのため、2024年度も2023年度から引き続き延長申請手続きをおこなっており、ラパマイシン投与によるmTORC1およびタンパク合成の調査を行う。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

2023年度は本年度行う実験の環境整備を中心に進めてきた。生理的正常個体の解析は既に済んでいるものの、授業コマ数の増加などに伴い、実験時間の確保が難しくなっている。本年度においては既に整備済みである実験環境を利用して研究を推進していく。

Strategy for Future Research Activity

R6年度はR5年度に示した研究を推進していく。既に条件検討および研究環境は整備済みであるため、実験は滞りなく行えるものと考えられる。また、既に確認済みのデータに関しては現在投稿準備中である。