筋血管のメカニカルストレス応答の解明に基づく運動後の筋痛発症と適応機序の理解

Research Project

Project/Area Number	22K12792
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 90110:Biomedical engineering-related
Research Institution	Chubu University
Principal Investigator	片野坂公明中部大学, 生命健康科学部, 准教授 (50335006)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	片野坂友紀金城学院大学, 薬学部, 准教授 (60432639)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000) Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000) Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords	遅発性筋痛 / 運動適応 / 血管 / メカニカルストレス / 血管損傷 / 適応
Outline of Research at the Start	遅発性筋痛と呼ばれる運動後の筋痛では、骨格筋は比較的短期間で適応し、わずか2度目の運動で筋痛は軽減する。筋痛は筋損傷や炎症によると広く説明されているが、実験的には損傷や炎症がなくとも筋痛が生じるため、それらとは異なる機序の関与が予想される。本研究では、運動後の筋痛の発症と適応（筋痛への耐性形成）のメカニズムの解明を目的とし、これらの過程に筋血管が関与する可能性について検証する。本研究は、筋痛と筋の適応機序の理解を進め、超高齢社会に必要とされる運動時の痛みの軽減や高齢者の筋力維持のための方策の開発に繋がり得るものである。
Outline of Annual Research Achievements	不慣れな運動後に生じる遅発性筋痛は、2度目の運動では適応し痛みが減弱する(筋痛耐性)。この耐性の主な要因は筋損傷であると広く信じられてきたが、本研究では『筋痛発症の起点となる主要因は筋血管傷害である』という仮説をたて、筋痛発症時の筋毛細血管に集積する膜損傷の修復タンパク質であるMG53の筋痛耐性における役割を調べる。研究の２年目である今年度は、膜修復タンパク質MG53とGFP(緑色蛍光タンパク質)の融合タンパク質を用いて、運動後の筋血管における微細損傷の有無を明らかするためのモデル動物を作成し、血管の損傷を評価することを試みた。MG53-GFPを発現させるアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターを作成し、幼若ラットの後肢筋に注入して、数週間後飼育した後に、筋でのMG53-GFP発現を調べた。ウイルスベクターの注入部位や注入量を変えて試みたところ、総じてGFPの蛍光が不明瞭であった。高タイターのベクターを調整して用いた場合に、局所的ではあるがGFPの蛍光強度の改善が見られた。このウイルスベクター導入動物に、伸張性収縮運動を負荷して2-5日後の筋を単離し、蛍光顕微鏡を用いてMG53-GFPの分布の確認を進めている。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 当初予定していた遺伝子改変動物の供与先から動物が搬入できなくなり、血管でのMG53-GFP発現マウスの作製が進められなかった。
Strategy for Future Research Activity	来年度は、野生型マウスにMG53-GFP-AAVベクターを導入し、ラットでの結果と比較して筋血管でのMG53-GFPの観察に適しているかどうかを検討する。さらに、MG53-GFP-AAVベクターを導入したラットまたはマウスにおいて、伸張性収縮運動の負荷後2-5日の筋を単離して、MG53-GFPの蛍光分布を指標に筋組織および筋血管の損傷の評価を実施する。