Elucidation of the Mechanism of Sarcopenia with a Focus on Mitophagy-Related Genes

• Project/Area Number: 23K19894
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0909:Sports sciences, physical education, health sciences, and related fields
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 浜田 航一郎 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(医学系), 助教 (20865935)
• Project Period (FY): 2023-08-31 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: サルコペニア / マイトファジー / MIEAP

Outline of Research at the Start

全身の骨格筋が萎縮し筋力と身体機能が低下するサルコペニアの課題解決には、老化による骨格筋の萎縮の病因を解明することが不可欠である。骨格筋の萎縮には、近年、Park2が関与するマイトファジーをはじめとしたミトコンドリア品質管理機構との関連が示唆されているが、その機序は不明な点が多い。近年、MIEAP(mitochondria-eating protein)が中心的な役割を担う新たなミトコンドリア品質管理機構が同定された。本研究では遺伝子改変マウスを用いて、サルコペニアの発生においてマイトファジー関連遺伝子であるMIEAPが関与しているか明らかにし、サルコペニアの病態を解明することを目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、サルコペニアの発生において、マイトファジー関連遺伝子であるMIEAPが
関与しているかを明らかにし、新たなサルコペニアの病態を解明することを目的とする。加えて、マイトファジーに関与する遺伝子である既知のPARK2についてもMIEAPと比較することで、サルコペニアの発症におけるマイトファジー関連遺伝子との関連をより明らかにする。各種ノックアウト(KO)マウスを用いて骨格筋に関する生理学的機能の検討、組織学的な検討をそれぞれ行っている。
まず、生理学的機能の検討として、高齢の野生型、MIEAP KO、PARK2 KO、MIEAP KO;PARK2 KO マウスにおいて、前肢握力試験による筋力測定を行った。その結果、MIEAP KO、PARK2 KO、MIEAP KO;PARK2 KO マウスでは、野生型のマウスと比べ、筋力が低下していることが明らかとなった。引き続き、後肢、四肢においても握力試験を行うほか、月齢における筋力の変化、ローターロッド試験による運動機能の測定についても評価を行うこととしている。
また、組織学的検討を行うため、それぞれのマウスの前脛骨筋、腓腹筋を採取している。筋肉量の測定、HE 染色による筋線維の断面積の測定、コハク酸脱水素酵素染色によるミトコンドリア機能の測定を行う予定であるが、現在はこれらの染色の基礎検討を行っているところである。さらに同時に血清も採取しており、生化学検査、炎症性サイトカインについても測定する予定である。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

MIEAP KO、PARK2 KO、MIEAP KO;PARK2 KO マウスの生育、交配が思うように進まなかったため、観察を行うためのマウスが不足していた。また、実験設備、環境の調整に時間を要したため、基礎検討を行うまでに時間を要した。

Strategy for Future Research Activity

今後マウスは順調に生育する予定であるため、マウスを用いた生理学的機能の検討、組織学的な検討を行うことが可能である。また、実験設備や環境は確保できたため、基礎検討を早急に行い、得られた組織、検体を用いて各種測定や評価を行い、サルコペニアとミトコンドリア品質管理機構に関わるMIEAPの関連について検討を行っていく予定である。