| Project/Area Number |
22K11600
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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 59020:Sports sciences-related
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| Research Institution | Fukushima University |
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Principal Investigator |
安田 俊広 福島大学, 人間発達文化学類, 教授 (50323184)
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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: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | ミトコンドリア / 骨格筋 / 褐色脂肪細胞 / 筋収縮 / 体液性因子 / PGC-1α / エピネフリン / CREB |
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| Outline of Research at the Start |
骨格筋のミトコンドリアの増加は，持久性能力を向上させるだけでなく，脂質代謝の亢進やインスリン感受性の向上にも関与している．ミトコンドリアの増減には骨格筋の収縮活動という局所因子と交感神経活動の亢進といった体液性因子の２つに大別されるがそれらの関与の程度や条件は依然として不明な点が多い．
そこで本研究は，上記２要因の影響について薬物投与や運動もしくは不活動といった介入後の時間経過を検討し，運動トレーニングを行った際のミトコンドリアバイオジェネシスに関与する要因を明らかにする．この研究の進展は持久性能力および競技力の向上につながるとともに，代謝疾患の予防など健康増進にも寄与することが期待される．
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| Outline of Annual Research Achievements |
骨格筋のミトコンドリアの増加は，持久性能力を向上させるだけでなく，脂質代謝の亢進やインスリン感受性の向上にも関与している．ミトコンドリアの増減には骨格筋の収縮活動という局所因子と交感神経活動の亢進といった体液性因子の２つに大別されるがそれらの関与の程度や条件は依然として不明な点が多い．そこで本研究は，上記２要因の影響について薬物投与や運動もしくは不活動といった介入後の時間経過を検討し，運動トレーニングを行った際のミトコンドリアバイオジェネシスに関与する要因を明らかにする．測定対象はミトコンドリアバイオジェネシスに関与するキータンパクとしてPGC-1αをミトコンドリア関連タンパクとしてCOXI, COX II, ND1等の測定を行う．研究期間を通して以下の３つの実験を行う．
＜実験1＞ 骨格筋と褐色脂肪細胞の適応の違いについて検討する．
ラットにノルエピネフリンを注射し30分後，３時間後，6時間後，18時間後に褐色脂肪細胞と骨格筋を摘出しその変化について検討する
＜実験２＞ミトコンドリアの増加モデルとして水泳運動を用いる．ラットに水泳トレーニングを負荷し，ミトコンドリアの増加がβ阻害剤のプロプラノロールで阻害されるかどうか検討する
＜実験３＞筋収縮減少モデルとして片脚ギプス固定を行う．ラットの片脚をギプス固定し，３週間後に両脚のヒラメ筋と前頸骨を摘出し測定に供する．片脚ギプス固定は体液性因子を同一にしながら異なる局所筋活動影響を観察することが可能である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の計画から予算が減額されたため，測定項目を精選する必要が生じた．実験1に必要なタンパク（PGC-1αやミトコンドリア関連）は可能となったが，m-RNAの測定については測定に必要な機器・試薬を揃えることができなかったため2年目以降の測定となった．現在サーマルサイクラーを使った実験条件の確認作業を実施中である．
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| Strategy for Future Research Activity |
実験１の追加実験を行った後，学会に 発表・論文執筆の準備を行う.また，予定していた下記2つの実験に着手する
<実験2>ミトコンドリアの増加モデルとしての水泳運動．先行研究にしたがい深さ50cmの水槽に，ラット1匹あたりの平均表面積が170cm2にな るよう同時に泳がせる.水温は35°Cとする.3時間の水泳を15分の休憩をはさんで2回，計6時間の水泳運動を5日間実施する.水泳運動に先立ち，実験群のラット (8匹)には0.4 mg/kg量のプロプラノロール(β2遮断薬)を1日に1回皮下注射する.対象群のラット(8匹)は生理食塩水を注射する.5日目の水泳トレーニン グ終了24,48時間後に前肢骨格筋のEpitrochlearis (EPI) を摘出し，実験1と同様，ウェスタンブロッティングで目的タンパク質の定量を行う.測定するタンパク 質はPGC-1αおよびミトコンドリア関連タンパク(Citrate Synthaseなど)とする.
<実験3> ラット10匹を用いる.体液性因子を同一にしながら異なる局所筋活動影響を観察することを目的とした不活動のモデルとしてラットの片脚足関節のギプス固定 を行う.ギプス固定3週間後に両脚のヒラメ筋と前頸骨筋を摘出し，非固定脚とギブス固定脚を比較する.
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