2012 Fiscal Year Annual Research Report
熱ストレス負荷が骨格筋萎縮を抑制するメカニズムの解明
| Project/Area Number |
11J11122
|
|---|
| Research Institution | Juntendo University |
|---|
Principal Investigator |
吉原 利典 順天堂大学, スポーツ健康科学研究科, 特別研究員(DC1)
|
|---|
| Keywords | 温熱負荷 / 廃用性筋萎縮 / 機械的人工換気モデル / 横隔膜 / 細胞内シグナル伝達 / アポトーシス系 / オートファジー系 |
|---|
| Research Abstract |
機械的人工換気(Mechanical Ventilation; MV)モデルを用いることにより、遅筋のみならず速筋優位の骨格筋における萎縮メカニズムについても解明されつつある。昨年度は、長年にわたりブラックボックスであった速筋の萎縮に対する熱ストレスの萎縮抑制効果に関して、アポトーシス系の亢進を軽減させることによって筋横断面積の低下が抑制できるが、横隔膜の収縮機能の低下は抑制できないことを明らかにした。本年度は、複数回の熱ストレス負荷によりラットのMVに誘発される横隔膜の萎縮に対する抑制効果が高まるか否かについて明らかにすることを目的とした。
実験動物には3ヶ月齢のWistar系雄性ラットを用い、対照(CT)群、12時間のMV群または単回の熱ストレス負荷+MV(HM)群、複数回(3回)の熱ストレス負荷+MV(3HM)群に群分けした。HM群は12時間のMVの1日前に、3HM群はMVの1,3,5日前にラットを41℃で60分間の暑熱環境に曝露した。12時間のMV後速やかに横隔膜を摘出し、横隔膜の張力測定および生化学的な分析を行った。その結果、12時間のMVによって横隔膜の張力は15%程度有意に低下したが、発生張力の低下は3HM群でのみ有意に軽減された。また、MV誘発性のアポトーシス系(Caspase-3および7発現量)の亢進は、単回の熱ストレス負荷では軽減させるにとどまったが、複数回の熱ストレス負荷によってσ群レベルまで抑制することができた。さらに、複数回の熱ストレス負荷はMVに誘発されるオートファジー系の活性化も有意に抑制した。これらのことは、複数回の熱ストレス負荷は、単回の負荷と比較して、アポトーシス系およびオートファジー系に関わる指標を有意に抑制することによって、萎縮抑制効果を高めることができる可能性が示唆される。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
おおむね計画通りに研究を遂行することができ、本年度の研究目的としては十分に達成することができたため。
|
| Strategy for Future Research Activity |
来年度はin vitroの実験系を用いて、本年度までに明らかにしてきた熱ストレス負荷による萎縮抑制に関わるシグナル伝達経路について、タンパク質合成および分解系間のクロストークについて検討する。培養細胞またはラットの摘出筋を用いた生体外の実験は新しい試みではあるが、その手法に精通した研究者からの助言および指導を受け研究を遂行していく予定である。
|
