機械刺激による筋肥大のエピジェネティック・メモリーと加齢によるその抑制

• Project/Area Number: 23K10546
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
• Research Institution: Suzuka University of Medical Science
• Principal Investigator: 笹井 宣昌 鈴鹿医療科学大学, 保健衛生学部, 准教授 (20454762)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 相川 悠貴 三重短期大学, 食物栄養学科, 准教授 (10815749) ; 三浦 英和 鈴鹿医療科学大学, 医用工学部, 准教授 (50451894)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2025: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 骨格筋 / 肥大・萎縮 / 機械刺激 / エピジェネティックス / レジスタンストレーニング / 加齢

Outline of Research at the Start

前回までに確立したマウスの筋メモリー・モデルと、細胞培養のストレッチや電気刺激による筋肥大モデルについて、エピジェネティクス（遺伝子発現制御機構の調節）解析を進める。これにより、筋力トレーニングにより働くエピジェネティクスが、筋メモリーを担う実態機構であることの解明に切り込むとともに、加齢によるエピジェネティクス抑制も明かす。さらに、栄養制限によるエピジェネティクス抑制について展開することで、筋におけるエピジェネティク・メモリー機構の解明を加速する。

Outline of Annual Research Achievements

前回確立したマウスの筋メモリー・モデルについて、エピジェネティクス解析を進めている。サンプル作製はできたが、検出から解析までが大幅に遅れている（進捗状況を参照）。一方、自作したマウス回し車ケージにかかわり、分担者２により自走距離検出ユニットが完成しつつある。今後、自走距離を検出するとともに、本ケージでの飼育による活動性の向上と「加齢によるエピジェネティク・メモリー抑制」の関連について探索を展開する。
エピジェネティクスと筋肥大・萎縮の関連を探索するための細胞培養実験として、エピジェネティクスを担う代表的なシグナル分子であるヒストン脱アセチル化酵素 (HDAC) あるいは DNA メチルトランスフェラーゼ (DNMT) の薬理的阻害を実施した。これらの阻害により、筋管細胞の肥大・萎縮が惹起される結果が得られた。つまりエピジェネティクスと筋肥大・萎縮の関連を探るための足がかりが得られた。今後、エピジェネティクスに関わる他のシグナル分子の関連、さらに機械刺激や電気刺激による肥大・萎縮との関連などについて展開を拡大する。
栄養とエピジェネティクスの関連について、分担者１によりラットの栄養制限モデルの筋について解析が進められている。同モデルの筋萎縮については、作成された論文が投稿されたところである。さらに細胞培養を用いた栄養や代謝と筋肥大・萎縮の関連を探るための幾つか実験モデルが、代表者により確立できつつある。今後これらの実験モデルにおけるエピジェネティクスの関連について探索を進める。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

所属の教学システムの入替えがあり、新システムへのコンテンツ移行・再設定などの教育業務でエフォートが奪われたため、とくに労力・時間を要するマウス骨格筋の解析が予定外に大幅に遅れている。一方、状況は落ち着きつつあるので、新年度より鋭意の巻き返しを図るところである。

Strategy for Future Research Activity

当初の計画に従い展開する。マウス・モデルの解析が大幅に遅れたが、その原因が解消されつつある。新年度より鋭意の巻き返しを図る。遅延の原因が、研究あるいは実験自体に関わるものでは無く、また今後の時間を勘案すれば、計画変更は不要と判断する。一方、細胞培養、あるいは分担者によるラット実験については概ね予定通りの進捗である。