性ホルモンを介した骨格筋量の新たな調節機序

Research Project

Project/Area Number	23K24726
Project/Area Number (Other)	22H03469 (2022-2023)
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Multi-year Fund (2024) Single-year Grants (2022-2023)
Section	一般
Review Section	Basic Section 59020:Sports sciences-related
Research Institution	Senshu University
Principal Investigator	相澤勝治専修大学, 経営学部, 教授 (80375477)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help	¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000) Fiscal Year 2025: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000) Fiscal Year 2024: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000) Fiscal Year 2023: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000) Fiscal Year 2022: ¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
Keywords	エストロゲン / 筋肥大 / 筋萎縮 / メカニカルストレス / アロマターゼ / 骨格筋
Outline of Research at the Start	本研究の概要は、骨格筋局所の性ホルモン産生経路の一つであるアロマターゼ酵素を介したエストロゲン産生機構に着目し、運動応答性を示す骨格筋アロマターゼ－エストロゲン産生機構の筋量調節における役割とその分子機構を細胞および個体レベルで明らかにすることである。その成果は、血中性ホルモンの生理とは独立した新たなコンセプトの筋萎縮予防・軽減策の開発につながり、我が国の健康寿命の延伸に寄与するための基礎的知見を得るための研究である。
Outline of Annual Research Achievements	性ホルモンであるエストロゲンは、骨格筋の形態や機能に作用することが知られている。閉経後女性へエストロゲン補充を実施した場合、骨格筋量の減少を抑制することから、エストロゲンは骨格筋量の維持に重要な役割を果たしていると考えられる。性ホルモンは、主に卵巣、精巣、副腎などの内分泌腺由来であるが、先に我々は、骨格筋においても性ホルモンが産生されることを見出し、骨格筋局所における性ホルモン合成経路の代謝応答は骨格筋適応メカニズムに関与してる可能性がある。そこで本研究では、性ホルモン合成酵素であるアロマターゼを介したエストロゲン産生機構に着目し、運動応答性を示す骨格筋アロマターゼ-エストロゲン産生機構の筋量調節における役割とその分子機構を細胞および個体レベルで明らかにすることである。前述した目的を達成するために、初めに、骨格筋アロマターゼ-エストロゲン産生経路の生理作用について検討した。マウス筋芽細胞C2C12細胞を用いて、アロマターゼを介した局所エストロゲン産生機構の働きについて検討した。エストロゲンの前駆物質であるDHEAを細胞へ添加し、アロマターゼおよびエストロゲン産生応答を検討した。マウス筋芽細胞C2C12細胞に、 DHEAを20μM、 50μM、 100μMの各濃度を添加し、 24時間後に細胞を回収した。性ホルモンの測定は、組織中エストラジオールをEIA法により検討した。アロマターゼ（P450arom）の遺伝子発現はリアルタイムPCR法を用いた。その結果、アロマターゼ（P450arom）遺伝子発現は、濃度依存的に増大する傾向が認められた。さらに、骨格筋中のエストラジオール濃度は、添加したDHEA濃度依存的に増大した。以上のことより、 DHEAからエストロゲンへの代謝変換に働くアロマターゼは骨格筋におけるエストロゲン産生に重要な役割を果たしている可能性が考えられる。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 令和４年度では、マウス筋芽細胞C2C12細胞にエストロゲンの前駆物質であるDHEAを添加し、アロマターゼおよびエストロゲン産生応答を検討した。その結果、DHEAからエストロゲンへの代謝変換に働くアロマターゼは骨格筋におけるエストロゲン産生に重要な役割を果たしている可能性が考えられた。さらに、骨格筋肥大刺激として、運動（持久性運動）又は共同筋切除による筋肥大を誘導し、アロマターゼの遺伝子（qPCR）及びタンパク発現（ウエスタンブロット法）を評価するために筋肥大誘導の条件の検討に時間を要したことから、研究進捗に遅れが生じた。次年度の研究計画を遂行するための研究環境は整っており、今後の進捗が期待できる。
Strategy for Future Research Activity	今後の研究の方向性としては、これまで蓄積してきた知見および整備してきた研究環境を生かして継続的に進めていく予定である。本研究では、骨格筋局所の性ホルモン産生経路の一つであるアロマターゼを介したエストロゲン産生機構に着目し、運動応答性を示す骨格筋アロマターゼ-エストロゲン産生機構の筋量調節における役割とその分子機構を細胞および個体レベルで明らかにすることである。このため、今後は、骨格筋アロマターゼ-エストロゲン産生機構の活性化因子として筋肥大刺激や運動による応答性について検討していく予定である。さらに、骨格筋におけるアロマターゼの生理的役割について、アロマターゼの強制発現ベタクーを用いて骨格筋における形態的、機能的側面について検討していく予定である。