Development of the strategy to improve sarcopenia in streptozotocin-treated mice by modulation of amino acids in the white muscle.
Project/Area Number |
21K08583
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 54040:Metabolism and endocrinology-related
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Research Institution | Keio University |
Principal Investigator |
宮下 和季 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師(非常勤) (50378759)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久保 亜紀子 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 助教 (50455573)
木内 謙一郎 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (50528578)
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Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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Keywords | サルコペニア / アミノ酸 / 糖尿病 / ストレプトゾトシン / 質量分析イメージング |
Outline of Research at the Start |
筋肉が不足した状態であるサルコペニアが, 肥満と同様, 心血管病の発症を予測することから, 医療・介護の広い分野でサルコペニアの重要性が注目されている. 糖尿病では, インスリン作用の不足から, サルコペニアが進行して, 患者の生活の質が低下する. 我々は, インスリン不足に伴う白筋特異的なアミノ酸代謝変容を見出し, その補正により画期的なサルコペニア治療が実現する可能性を着想した. 本研究ではストレプトゾトシン投与1型糖尿病モデルマウスを用いて, 糖尿病に伴う骨格筋の代謝変容を明らかにし, その補正によるサルコペニア治療の開発を目指す.
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Outline of Annual Research Achievements |
肥満が心血管病リスクであるのと同様、筋肉量減少がその本体であるサルコペニアは、心血管病発症のリスク要因となる。インスリン不足は糖尿病の発症原因となり、また筋肉の蛋白同化障害を惹起しサルコペニアの原因ともなる。しかしながら、インスリン不足からサルコペニアが生じる機序の代謝学的観点からの解明と、原因に則した治療法の開発は、未だ不十分である。我々はこれまで、栄養素の代謝がサルコペニアの進展に与える意義を検討するため、加齢マウスなどのサルコペニアモデルマウスにおいて、メタボローム解析を用いて、骨格筋内の代謝産物(糖, アミノ酸, 脂質とそれらの代謝産物)の変容と、サルコペニア進展の関連を検討してきた。その結果、サルコペニアの進展が筋肉構成蛋白の基質である、アミノ酸の代謝と密接に関連することを見出してきた。本年度までの検討で、著明なサルコペニアをきたす、ストレプトゾトシン(STZ)投与によるインスリン欠損1型糖尿病モデルマウス(STZマウス)の骨格筋において、代謝産物を可視化する質量分析イメージングを実施し、白筋, 赤筋のサルコペニア進展と関連したアミノ酸の変容を検討した。その結果、血糖値400~600mg/dlの高血糖をきたしたSTZマウスの筋肉では、白筋, 赤筋ともに分枝鎖アミノ酸(BCAA)であるバリン, ロイシン, イソロイシンの増加が、顕著であった。BCAAを筋肉に取り込むことのできるL型アミノ酸トランスポーター(LAT)について、赤筋と白筋における発現量を調べたところ、糖尿病マウスではLATの発現がLAT1,2,3すべてにおいて減少していた。このことより、糖尿病マウスではBCAAの取込低下にもかかわらず筋肉分解が亢進することで、骨格筋BCAAが増加すると示唆された。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
予定通り研究が進展したため。
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Strategy for Future Research Activity |
1型糖尿病発症と関連した骨格筋のアミノ酸変容を修正することで、サルコペニアの改善が可能であるかを検討する。
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Report
(2 results)
Research Products
(2 results)