Challenges in building a voluntary muscle contraction model using optogenetics as an alternative to neuromuscular electrical stimulation

Research Project

Project/Area Number	24K22278
Research Category	Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Medium-sized Section 59:Sports sciences, physical education, health sciences, and related fields
Research Institution	Nippon Sport Science University
Principal Investigator	中里浩一日本体育大学, 保健医療学部, 教授 (00307993)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	山口達寛東京大学, 大学院総合文化研究科, 特別研究員(DC) (10993397)
Project Period (FY)	2024-06-28 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help	¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000) Fiscal Year 2025: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000) Fiscal Year 2024: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywords	光遺伝学 / 骨格筋 / 筋収縮
Outline of Research at the Start	近年健康志向も相まって運動は幅広く行われる。一方運動実施困難な損傷後のリハビリテーション時には神経筋電気刺激（NMES）が運動の代替として利用される。ただしNMESによる筋収縮は例えば収縮時に疼痛が発生するなど身体活動における骨格筋収縮との相違点が多い。光遺伝学は光に応答するタンパクを組織に遺伝子導入し光照射によってその機能を活性化させる方法である。骨格筋では光照射によって筋収縮を惹起させる試みは既になされているが、光の透過性によりすべての筋線維を収縮させるに至っていない。本研究の目的は光遺伝学を用いた新たな筋収縮法の開発により通常の身体活動における筋収縮に近いモデルを確立することにある。