| Project/Area Number |
23K24731
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| Project/Area Number (Other) |
22H03474 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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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 | Toyohashi Sozo University |
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Principal Investigator |
後藤 勝正 (山下勝正) 豊橋創造大学, 保健医療学部, 教授 (70239961)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
江川 達郎 京都大学, 人間・環境学研究科, 助教 (00722331)
富永 真琴 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (90260041)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2025: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
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| Keywords | 機械的刺激 / 骨格筋 / 運動効果 / 老化 / イオンチャネル |
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| Outline of Research at the Start |
運動効果としての骨格筋に適応機序に関する研究は、細胞内での適応に集中し、運動刺激である機械的刺激受容機構の本態はこれまで明らかにされていなかった。本研究では運動刺激を受容して骨格筋量を制御する機械的刺激受容機構を解明する。そして、同定された機械的刺激受容機構の活性化による運動効果獲得とその増強法を開発することで、骨格筋老化の克服に向けた方策の確立に向けた知的基盤を形成する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
健康長寿を目指して運動が推奨されている。継続的な運動の実施には、運動器である骨格筋の機能の維持向上が重要であるのは疑いの余地はない。したがって、加齢に伴う骨格筋量と機能の低下すなわち骨格筋老化に対する適切な予防はもちろん改善策が未確立であり、早急に解決が望まれている。本研究では、加齢に伴い骨格筋の機械的刺激受容機構が機能不全（感度不良）となり、日常生活活動レベルでは筋タンパク合成が十分に活性化しないことが骨格筋老化の原因であると仮説を立て、ピエゾチャネルをはじめとする機械的刺激感受性イオンチャネルに着目し、運動の効果発現における骨格筋の機械的刺激受容機構を解明し、機械的刺激受容機構の活性化による運動効果獲得策とその増強法を開発するとともに、骨格筋老化の克服策の確立に向けた知的基盤を形成することを目的とする。研究は4年計画で実施され、本年度はその2年目にあたる。実験には、マウス筋芽細胞由来C2C12細胞および実験動物（C57BL/6J雄性マウス）を用いた。C2C12細胞を用いた培養細胞実験により、TRPV4ノックダウンは筋管細胞へ分化を部分的に抑制することが確認され、TRPV4の機能低下は骨格筋萎縮の要因になり得ることが示唆された。また動物実験では、骨格筋の可塑性発現に伴うピエゾチャネルの発現量の変化に対する加齢（老化）の影響を追究に着手した。今年度は、生後24カ月齢のマウスを用いて、過負荷による共同筋腱切除に伴う機能的過負荷による筋肥大（骨格筋増量）効果は加齢により減弱することを確認し、現在ピエゾチャネルの機能解析を行っている。2024年度以降に、廃用性筋萎縮とその後の再成長、骨格筋の壊死－再生サイクルに及ぼす加齢の影響を検討すべく準備を開始した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
マウス筋芽細胞由来C2C12細胞および実験動物（C57BL/6J雄性マウス）を用いた検討により、TRPV4は骨格筋細胞の機械的刺激受容機構として機能し、その不活性化は筋細胞量の低下をもたらすことが示唆されたこと、そして動物実験では加齢マウスを用いた実験に着手できたことから当初計画は概ね達成できていると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度に引き続き、当初の計画通りに研究を推進する。骨格筋細胞における機械的受容機構について、ピエゾチャネルおよびTRPV4を対象に解析する。筋衛星細胞および単一筋細胞に対して伸展刺激を加え、蛍光指示薬による細胞内Ca2+濃度変化をリアルタイムに測定・評価する。今年度はさらに、活性化剤や阻害剤、RNA干渉法によるターゲット遺伝子のノックダウンなどの手法を駆使して、ピエゾチャネルおよびTRPV4の機能解析を進める。また、加齢実験動物（マウス）を用いて、骨格筋の再成長（肥大）、再生および萎縮に伴うPiezo1、Piezo2、Tentonin3、TRPV4の発現応答と骨格筋可塑性の関係を追究する予定である。
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