2016 Fiscal Year Research-status Report
力学的因子により誘導される筋と骨のネットワークシステム
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15K08220
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
梶 博史 近畿大学, 医学部, 教授 (90346255)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
河尾 直之 近畿大学, 医学部, 講師 (70388510)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 重力 / 前庭 / 筋 / 骨 / フォリスタチン / マイオスタチン / ビタミンD |
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| Outline of Annual Research Achievements |
私共は重力変化やメカニカルストレスが筋と骨におよぼす影響を検討するために、前庭破壊後のマウスを、特殊遠心装置を用いて、３gの過剰重力環境下で飼育し、４週間後の骨格筋や骨の変化を検討したところ、過剰重力によりマウスのヒラメ筋重量や体重で補正した骨量の増加がみられ、その効果は前庭破壊により有意に抑制された。
これまでの知見により、重力による循環調節に前庭系とそれに続く交感神経系が関与することが示されてきた。そこで、交感神経を阻害するためにβ阻害剤のプロプラノノール投与を行い、３gの過剰重力環境下で飼育し、４週間後の骨格筋や骨の変化を検討した。プロプロパノール投与により、過剰重力によるヒラメ筋の変化は有意に阻害され、骨の変化に対しては、有意ではないが、阻害する傾向が観察された。これらの実験結果から、マウスにおいて、重力変化は前庭系とそれに引き続く交感神経の刺激が抗重力筋と骨の変化を惹起することが示唆された。
骨格筋で産生される体液性因子であるマイオカインが骨代謝を調節する機構の存在が知られている。私共は、これまで報告されている数種のマイオカインの発現を上記のマウスで検討したところ、ヒラメ筋においてその発現が過剰重力によって増加し、その増加作用が前庭破壊により解除される筋から産生される因子としてフォリスタチンが見出された。in vitroの実験により、フォリスタチンは筋細胞のタンパク合成系促進により筋量を増加させるのみならず、マイオスタチンの破骨細胞形成促進作用を阻害することにより、骨の細胞にも骨量が増加する方向に影響をおよぼすことを見出した。
一方では、糖尿病マウスおよびビタミンD欠乏マウスを用いて、これらのマイオカインの発現を検討したところ、ビタミンD欠乏の影響は明らかではなかった。しかし、ビタミンD欠乏は腓腹筋における糖尿病によるIGF-IとFGF-2の発現低下を増強した。
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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
重力変化により変化するいくつかの因子を見出しており、その解析が順調に進んでいる。また、病態モデルマウスを用いた検討も予定通り進行している。
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| Strategy for Future Research Activity |
メカニカルストレスが低下するマウスモデルとして、尾部懸垂マウスおよび片側坐骨神経切除マウスを用いて、不動によるメカニカルストレス低下の骨格筋、骨さらに筋・骨連携におよぼす影響を検討する予定である。さらに、種々の重力による影響の違いについても明らかにしていきたい。
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