2017 Fiscal Year Research-status Report
超音波照射による筋肥大・萎縮抑制を促す機能性栄養素の筋内運搬システムの構築
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16K12934
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
藤野 英己 神戸大学, 保健学研究科, 教授 (20278998)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石原 昭彦 京都大学, 人間・環境学研究科, 教授 (90184548)
近藤 浩代 名古屋女子大学, 家政学部, 准教授 (50333183)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 超音波 / 機能性栄養 / 輸送 / 骨格筋 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では超音波照射や機能性栄養素による筋肥大や萎縮抑制を促す作用を検証することを目的とした。C2C12筋芽細胞を使用して、筋管細胞に分化させて実験を実施した。リポポリサッカライド（LPS）誘導性の筋萎縮モデルに対して、パルス超音波照射はインテグリンを介して、p38MAPKリン酸化を抑制し、Atrogin-1やTNFaの発現を減少した。また、筋芽細胞C2C12を分化させた筋管細胞にLPS添加をさせた萎縮モデルを用いて、パルス超音波刺激の効果を検証した（平成28年度）。また、LPSによる筋萎縮モデルで超音波照射の効果と作用機序について検討した。超音波照射群では筋管細胞径、筋原線維タンパク質量、ミオシン重鎖タンパク質量の減少が減衰された。また、超音波照射ではインテグリン/focal adhesion kinase (FAK)のリン酸化の増加が観察され、P38MAPKリン酸化が減少し、TNFaも低下した。さらに骨格筋特有のユビキチンリガーゼであるAtrogin-1の増加を減衰させた。一方、超音波照射はIRAK4のリン酸化に影響を与えなかった。これらの研究結果より超音波照射はP38MAPKの活性化を抑制することで、骨格筋萎縮を予防することが可能であると考えられた。超音波照射はカヘキシー治療の補助手段として用いることが可能であると結論づけられた。次に平成29年度においては、ロイシンの投与による促進効果や超音波刺激による促進効果を検証する実験を試みたが、細胞の増殖や分化の制御に問題が生じたために、細胞の継代、細胞種や培地の変更等を試行を重ね、改善に向けた検討を実施した。萎縮モデルの作成方法等も再確認を実施しているところであり、細胞培養及びモデル作成についても継続して検証している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
平成29年度は、培養機器、安全キャビネットの動作不良が生じた。また、筋芽細胞の増殖，分化誘導の問題、細胞種によってLPSに対する耐性があり，細胞培養やモデルの問題もあることが分かった。このために、細胞を新たに購入して実験を実施しているが、同様に現象が生じているために、培地や分化誘導日数を変更等する改善方法を検討した。機器の問題も改善に向けて，検討をしている。平成30年度に細胞培養の問題を改善し、機能性栄養の取り込みを超音波で促進できるか検証する計画である。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度に生じた細胞培養、分化誘導、萎縮モデルの作成の問題を速やかに解決する計画である。新たにロットの異なるC2C12筋芽細胞を入手すると共に、異なる培養条件により適した条件を探索する。また、適切な条件がない場合は、さらに他のロットの細胞や細胞種を変更（L6）して改善を試みる計画である。培養やモデルが改善された後に機能性栄養の取り込みや超音波刺激による変化をmTOR経路に焦点を当て解析する。また、アミノ酸トランスポータやインテングリン等の解析を実施して、機序を明確にしていく計画である。
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| Causes of Carryover |
平成29年度に細胞培養、分化誘導、萎縮モデルの作成において、問題が生じた。このために、計画をしていた解析ができなかったなめに次年度使用額が生じた。平成30年度においては、細胞培養に関する問題を速やかに解決すると共に、目的としている機能性栄養の取り込みを超音波で促進できるか検証する計画である。次年度使用額については、この解析に使用する計画である。
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