加齢による骨格筋ミトコンドリア構造の変化と運動の効果

Research Project

Project/Area Number	21K11401
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	Meiji University
Principal Investigator	武田紘平明治大学, 政治経済学部, 専任講師 (00807349)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	武政徹筑波大学, 体育系, 教授 (50236501)
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: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000) Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords	骨格筋 / ミトコンドリア / 加齢 / 顕微鏡観察
Outline of Research at the Start	加齢により骨格筋の形態・機能は低下するがその詳細は明らかとなっていない。本研究では加齢に伴う骨格筋ミトコンドリア構造の適応を明らかとすることを目的とする。さらに、自発的走運動がミトコンドリア構造に及ぼす影響についても明らかとする。本研究は加齢に伴う骨格筋ミトコンドリアに関する知見の蓄積を加速させ、超高齢社会を迎えた本邦にとって健康寿命延伸につながる基盤となるデータを示すものである。
Outline of Annual Research Achievements	骨格筋のミトコンドリアは運動負荷や除負荷に応じて量的・構造的に適応する細胞内小器官である。近年、骨格筋のミトコンドリアは骨格筋の量や機能に関連していることが報告されている。サルコペニアとミトコンドリアの関係についても議論が続いているが、加齢に伴いミトコンドリア構造がどのように変化するかこれまで観察されていなかった。本研究は、加齢による骨格筋ミトコンドリア構造の変化を光学顕微鏡システムで捉えることが目的である。２０２２年度は加齢により骨格筋ミトコンドリア構造がどのように変化するか明らかとするため、3ヶ月齢（Young）、18ヶ月齢（Middle Aged）、24ヶ月齢（Aged）のC57BL6/Jマウス（オス、n=6-7）から足底筋を摘出した。筋湿重量はYoung群と比較しMiddle Aged群、Aged群は有意に高値を示したが、体重あたりの筋湿重量では、Young群と比較しMiddle Aged群、Aged群は有意に低値を示した。単一筋線維化した足底筋をMito Tracker Redで染色した。光学顕微鏡で撮像し、3次元構築を行なった。その結果、Young群と比較しMiddle Aged群、Aged群のミトコンドリア構造に差は認められなかった。これまで、坐骨神経切除や後肢懸垂による筋萎縮で骨格筋ミトコンドリア構造が崩壊することを確認していたが、加齢よる萎縮ではこのような変化がないことが明らかとなった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本年は当初の予定通り加齢に伴う骨格筋内のミトコンドリア構造の変化について顕微鏡観察を行った。引き続きウェスタンブロッティングによりミトコンドリア形態に関わるタンパク質の発現量や免疫染色により細胞内での発現について検討を継続する。
Strategy for Future Research Activity	最終年度になるため、これまでの研究成果をまとめ原著論文執筆についても進める。