| Project/Area Number |
23KJ0967
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 59020:Sports sciences-related
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
狩野 遼太郎 電気通信大学, 情報理工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2023-04-25 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | 骨格筋 / 活性酸素 / イメージング / 筋収縮 / 熱ストレス |
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| Outline of Research at the Start |
活性酸素種（ROS）のダイナミクスは細胞の適応を決定する可能性がある．運動はその様式により骨格筋の肥大や持久力の向上，損傷など様々な適応をもたらす．本研究では運動様式の違いによるROSダイナミクスが骨格筋の適応を導く要因であるのか否かを明らかにする．ROSによる骨格筋適応のメカニズムが明らかになれば運動の効果を得やすい運動方法やROSダイナミクスをターゲットにした新たな筋量制御方法が確立できる可能性がある．
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| Outline of Annual Research Achievements |
活性酸素は筋収縮や熱ストレスによる骨格筋の適応を制御する重要な因子であることが明らかにされつつある。しかしながら筋収縮や熱ストレスによる骨格筋の活性酸素動態やその動態に応じた骨格筋適応は明らかにされていない。
２０２３年度は我々が確立したIn vivo ROS イメージングを用いて骨格筋への様式の異なる筋収縮や冷却刺激におけるROS動態を明らかにした。まず、短縮性収縮（CONC）と伸長性収縮（ECC）によるROS動態の変化に着目して研究を進めた。エレクトロポーレーション法によりROSの１種であるH2O2感受性タンパク質であるHyPer7をマウス前脛骨筋に発現させ筋収縮前後で蛍光顕微鏡を用いて観察を行った。CONCとECCはともにH2O2レベルを増加させたが、ECCはCONCと比較してH2O2レベルが高く、高値が収縮後６０分間維持された。さらにECCによるH2O2の増加はNADPHオキシターゼ２由来であることが確認された。
骨格筋への冷却刺激におけるROS動態の観察は上記で述べた収縮モデルと同様の手法を用いた。冷却刺激は温度依存的に筋細胞内H2O2レベルを低下させる動態を示した。
今後はこれらのROS動態と骨格筋適応の関係をシグナル伝達経路や遺伝子発現・タンパク質量の点から検討していく予定である。
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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
筋収縮・熱ストレスモデルにおいて生体内環境下を保持した状態で骨格筋のROS動態を明らかにできたことから概ね計画通り進行している。また、次年度に向けた実験の準備も先行して実施できていることから概ね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
記述の通り、次年度はROS動態の変化が骨格筋適応の違いをもたらすのか？という問いについて研究を進めていく。そのために遺伝子導入や薬剤、熱ストレスなどを用いてROS動態を変化させるモデルを作成する。その後、ROS動態と遺伝子発現、タンパク質発現などとの関係性を明らかにすることでROS動態がもたらす骨格筋への制御機構解明を追求していく予定である。
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