| Research Abstract |
高齢化が進む中,加齢に伴う筋機能の低下を防止し,リハビリテーションにおいて早急な筋機能回復をはかるために,身体的ストレスが少なく,かつ効果的なトレーニング方法を開発する必要がある。このためには,運動・トレーニングによる筋肥大のメカニズムについての知見が不可欠である。本研究は,筋肥大機構の研究のための新しいモデル系(動物およびヒト)を開発するとともに,DNAマイクロアレイによる網羅的遺伝子解析などによって筋肥大に関連する遺伝子の動態を捉えることを目的としている。本年度の研究により,次のような成果が得られた。1)動物モデル:Wister系ラットの後肢下腿筋から出ている静脈の一部を外科的に閉塞することにより,10日間の通常飼育下でヒラメ筋を除く下腿筋群に肥大が起こった。肥大は特に速筋線維で起こっており,肥大筋では湿および乾燥重量,グリコーゲン濃度,乳酸濃度(安静時)の増加が見られた。さらに,DNAマイクロアレイ解析,Northern解析,およびWestern解析の結果,myostatinの発現が低下し,NOS-1,熱ショックタンパク質(HSP-72),HGF(活性型)などの発現が増加していることがわかった。また,細胞外マトリックスの構築に関連した多くの遺伝子の発現に変化がみられた。2)ヒトを対象としたモデル:血流制限下での下肢のトレーニングによって,短期間(2週間)で筋肥大をもたらすモデル系を開発した。この方法により,平均約8%の筋断面積の増加が起こり,循環血漿中のIGF-I濃度にも増大が認められた。筋生検の組織観察から,肥大筋では速筋線維の横断面積の増大が認められた。また,DNAマイクロアレイ解析により,IGF-Iの発現増加(3倍以上),myostatinの発現低下(1/3以下)などが認められた。以上の結果から,これらの2種の実験系が筋肥大モデルとして妥当であることが確かめられた。
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