レジスタンストレーニングは加齢に伴う神経筋接合部の消失を防ぐか

Research Project

Project/Area Number	21K11385
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 59020:Sports sciences-related
Research Institution	防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)
Principal Investigator	蒔苗裕平防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 総合教育学群, 准教授 (00706632)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	鴻崎香里奈日本体育大学, 保健医療学部, 助教 (30739769)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000) Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords	神経筋接合部 / レジスタンス運動 / 筋肥大 / mTORC1 / レジスタンストレーニング / 骨格筋
Outline of Research at the Start	神経筋接合部（NMJ）は、神経と筋の間の情報伝達部であり、加齢に伴い変性・消失する。レジスタンストレーニングは、有効なサルコペニア対策として従来より用いられているが、NMJにもたらす効果については不明な点が多い。そこで本研究では、老齢マウスを用いたモデル実験を行い、レジスタンストレーニングと加齢に伴うNMJ変性の関係性について、mTORC1の寄与という視点から検討する。本研究は、レジスタンストレーニングの効果について、従来とは異なる視点から評価することで、個人の特徴に応じたオーダーメイド的トレーニング処方の開発に貢献できる。
Outline of Annual Research Achievements	昨年度までの研究結果から、一過性のレジスタンス運動がアセチルコリン受容体サブユニットの発現変動およびNMJ形成に関与する因子の発現変動を引き起こすことが明らかになった。一方で、レジスタンス運動はNMJ形成に関与するmTORC1を活性化したものの、mTORC1活性化のタイミングとNMJ形成に関与する因子の発現変動のタイミングが一致しないことから、レジスタンス運動後のNMJ形成に関与する因子の発現変動はmTORC1活性化と独立して生じる可能性が示され、レジスタンス運動後のNMJ関連因子の変動には、mTORC1以外の因子が貢献している可能性が示された。レジスタンス運動の繰り返しにより筋サイズが増大することから、今年度は筋サイズが増大した状態におけるNMJ関連因子の遺伝子発現に着目して分析を行なった。 10週齢のC57BL/6Jマウスを対象に、下腿三頭筋とヒラメ筋を外科的に切除することによって、共働筋である足底筋に対する力学的過負荷を与えた。共働筋切除手術10日後に足底筋を採取し、遺伝子発現マイクロアレイ解析を行なった。その結果、アセチルコリン受容体サブユニットの遺伝子発現量の変動が確認された。また、Wnt、FGFなどのNMJ形成に関与することが報告されている遺伝子の発現量の変動が確認された。一方で、前年度の研究において、単回のレジスタンス運動後に発現変動が確認されたAgrnやLrp4の発現量は有意に変動しなかった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 実験動物や運動モデルについて再検討が必要となったため。また、一部因子の解析に時間を要したため。
Strategy for Future Research Activity	阻害剤を用いた実験を行い、筋サイズ増大に伴うNMJの変化を調整するシグナル因子を明らかにする。また、筋肥大時のNMJの応答が老齢動物と若齢動物で異なるか検討する。