老化による骨格筋の基底板構築障害におけるメカニズムの解明
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22K11300
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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 59010:Rehabilitation science-related
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| Research Institution | Hokuriku University |
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Principal Investigator |
金澤 佑治 北陸大学, 医療保健学部, 准教授 (60620656)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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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 2024: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 老化 / 骨格筋 / 基底板 / フレイル / コラーゲン / ストレッチング / Collagen IV |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、老化が骨格筋の予備能力を障害するメカニズムを解明することを目的とする。筋障害の回復には、基底板の再構築が重要である。老化は基底板の構築反応を減弱させるため、筋は脆弱化し、回復が障害される。このことがフレイルを深刻化させる一因となる。そこで本研究では老化動物を用いて老化による基底板構築能の低下における分子機序を解明し、新たなフレイル予防戦略の基盤構築を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、老化が骨格筋の予備能力を障害するメカニズムを解明することである。筋障害の回復には、基底板の再構築が重要である。基底板は、筋線維を覆い、保護する役割を担う。老化は基底板の構築反応を減弱させるため、筋は脆弱化し、回復が障害される。このことがフレイルを深刻化させる一因となる。そこで本研究では老化動物を用いて老化による基底板構築能の低下における分子機序を解明し、新たなフレイル予防戦略の基盤構築を目指す。主な研究項目は、①骨格筋の構成要素における加齢性変化の追跡、②老化が骨格筋の予備能力を低下させる分子機序の解明、③基底板構築を促すシグナルの探索、の3点である。
当該年度には、上記3点を包括的に進行させた。①骨格筋の構成要素の中でも特に細胞外マトリクスを構成するコラーゲンの遺伝子発現量に加齢が与える影響を、速筋と遅筋の両方で解析した。その結果、コラーゲンのタイプによって加齢の影響は異なり、さらに速筋と遅筋においてもその影響は異なることが明らかとなった。②薬剤由来の筋損傷モデルを用いて、筋回復期の基底板構築能を解析した。その結果、基底板産生因子のピーク発現値が加齢によって低下することが明らかとなった。 ③基底板構築に影響を与えるシグナルの探索として、ストレッチングの効果を検証した。その結果、10日間のストレッチングは、基底板を構成するコラーゲンの発現を低下させ、さらに基底板の分解因子であるマトリックスメタロプロテアーゼの活性や発現を高めることを明らかとした。
今後は、筋内コラーゲンへの加齢の影響と加齢性の基底板構築低下における詳細な分子メカニズムに迫り、さらにの基底板構築を変化させるシグナルを整理する予定である。
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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
当該年度では、老化による骨格筋障害が生じる時期、予防するべきタイミングや、治療標的を明らかにするため、筋線維のみならず基底板といった細胞外マトリクスを含む骨格筋の構成要素における加齢変化を継時的に追跡した。具体的には、若年、中年、老年C57BL/6Jマウスの運動機能と老化マーカーによる骨格筋の加齢変化を解析した。この実験により、コラーゲンのタイプによって加齢の影響は異なり、さらに速筋と遅筋においてもその影響は異なることが明らかとなった。この実験と同時並行で、基底板構築への加齢の影響や基底板構築を変化させるシグナルの探索に着手しており、筋回復期における基底板産生因子の発現上昇は加齢によって抑制を受けることや、ストレッチングが基底板分解を促すことを明らかとした。これらの知見は、当研究を進める上で足掛かりとなり、今後はより詳細な分子機序の解明を進める計画である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、老化により低下した基底板構築反応を賦活するシグナルを調べる予定である。当該年度の知見をさらに発展させるため、本研究では、若年と老年マウスを用いて、骨格筋の予備能力すなわち、筋再生力や基底板再構築能に持久運動が与える影響を解析する計画である。この実験により、持久運動を導入すべき年齢や持久運動が筋の老化予防に与える影響とそのメカニズムを解明する。持久運動は、骨格筋に対してメカニカルストレス、熱ストレス、ホルモンの産生等を引き起こす。持久運動効果の機序を詳しく検証するため、ストレッチングによるメカニカルストレス、温熱刺激による熱ストレス、ホルモン補充等を通して基底板構築を促すシグナルをより詳細に同定する。以上の研究によって、老化により骨格筋の予備能力が障害されるメカニズムを解明する計画であり、得られた知見はフレイルの予防戦略を構築する基盤となることが期待される。
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Report
(1 results)
Research Products
(5 results)
