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2020 Fiscal Year Annual Research Report

Regulatory mechanism of muscle hypertrophy by vitamin D intake and exercise for the prevention of sarcopenia

Research Project

Project/Area Number 17H02183
Research InstitutionRitsumeikan University

Principal Investigator

藤田 聡  立命館大学, スポーツ健康科学部, 教授 (80451863)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 有光 琢磨  八戸学院大学, 健康医療学部, 講師 (00616021)
篠原 靖司  立命館大学, スポーツ健康科学部, 教授 (10546708)
小笠原 理紀  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10634602)
藤本 雅大  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (10732919)
佐藤 幸治  神戸大学, 人間発達環境学研究科, 准教授 (20584022)
福 典之  順天堂大学, スポーツ健康科学部, 先任准教授 (40392526)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
KeywordsビタミンD受容体 / 骨格筋 / 筋肥大 / 筋萎縮 / たんぱく質代謝
Outline of Annual Research Achievements

ビタミンDは骨格筋量の維持に重要であり、高齢者においては血中ビタミンDの低下が、活動量に関わらず骨格筋量の低下につながることが報告されている。これまで我々は動物実験モデルを用いて、一過性のレジスタンス運動が骨格筋内のビタミンD受容体(VDR)および関連するビタミンD代謝酵素の発現を増加することを報告した。また、骨格筋の萎縮モデル動物において、筋萎縮に伴い、代償的にVDR発現が増加することを報告した。以上のことから、骨格筋内のVDRが筋肥大や筋萎縮に関係することが示唆され、一過性およびより長期的な筋たんぱく質代謝の調節と、ビタミンD代謝が関与している可能性が示唆された。しかし、ヒトを対象とした研究において同様の結果が得られるかどうかについては明らかとなっていない。今年度は、ヒトを対象とした臨床研究において、同様の検証を行った。具体的には、健常な若年者を対象として、下肢筋群に対して一過性のレジスタンス運動を実施し、その前後(運動前と運動実施90分後)において筋生検を用いて骨格筋のサンプルを採取し、ビタミンD代謝関連因子の発現量の変化を評価した。摘出した筋サンプルはウェスタンブロット法にて分析し、ビタミンD受容体(VDR)、ビタミンD代謝酵素のCYP27B1を解析した。また血液サンプルを採取し、血清25(OH)D濃度を評価した。その結果、VDRの発現量はレジスタンス運動による増加傾向が確認された。またCYP27B1についても、レジスタンス運動により増加した。さらに、血清25(OH)D濃度もレジスタンス運動の実施に伴い一時的に増加が認められた。以上の結果から、ヒトの骨格筋においても、急性のレジスタンス運動実施に伴い、ビタミンD代謝関連因子が変化することが明らかとなった。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (12 results)

All 2021 2020

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] The distribution of eukaryotic initiation factor 4E after bouts of resistance exercise is altered by shortening of recovery periods2020

    • Author(s)
      Takegaki Junya、Ogasawara Riki、Kouzaki Karina、Fujita Satoshi、Nakazato Koichi、Ishii Naokata
    • Journal Title

      The Journal of Physiological Sciences

      Volume: 70 Pages: 54

    • DOI

      10.1186/s12576-020-00781-y

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Protein Supplementation Enhances the Effects of Intermittent Loading on Skeletal Muscles by Activating the mTORC1 Signaling Pathway in a Rat Model of Disuse Atrophy2020

    • Author(s)
      Miyatake Sho、Hino Kazuo、Natsui Yuko、Ebisu Goro、Fujita Satoshi
    • Journal Title

      Nutrients

      Volume: 12 Pages: 2729~2729

    • DOI

      10.3390/nu12092729

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The Effect of Leucine-Enriched Essential Amino Acid Supplementation on Anabolic and Catabolic Signaling in Human Skeletal Muscle after Acute Resistance Exercise: A Randomized, Double-Blind, Placebo-Controlled, Parallel-Group Comparison Trial2020

    • Author(s)
      Takegaki Junya、Sase Kohei、Yasuda Jun、Shindo Daichi、Kato Hiroyuki、Toyoda Sakiko、Yamada Toshiyuki、Shinohara Yasushi、Fujita Satoshi
    • Journal Title

      Nutrients

      Volume: 12 Pages: 2421~2421

    • DOI

      10.3390/nu12082421

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Impact of moment arm on torque production of the knee extensors in children2020

    • Author(s)
      Tottori Nobuaki、Suga Tadashi、Hori Miyuki、Isaka Tadao、Fujita Satoshi
    • Journal Title

      Physiological Reports

      Volume: 8 Pages: e14521

    • DOI

      10.14814/phy2.14521

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Modified expression of vitamin D receptor and CYP27B1 in denervation-induced muscle atrophy2020

    • Author(s)
      Mori Risako、Yokokawa Takumi、Fujita Satoshi
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 529 Pages: 733~739

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.05.205

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Response of Resistance Exercise-Induced Muscle Protein Synthesis and Skeletal Muscle Hypertrophy Are Not Enhanced After Disuse Muscle Atrophy in Rat2020

    • Author(s)
      Ato Satoru、Kido Kohei、Sase Kohei、Fujita Satoshi
    • Journal Title

      Frontiers in Physiology

      Volume: 11 Pages: 469

    • DOI

      10.3389/fphys.2020.00469

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 新型コロナウイルス感染症流行下における小学生の体型と体力の年次変化2021

    • Author(s)
      鳥取 伸彬、天笠 志保、井上 茂、大友 智、上田 憲嗣、藤田 聡
    • Organizer
      日本発育発達学会第19回大会
  • [Presentation] The changes in the responses of autophagy-related factors with repeated bouts of resistance exercise.2020

    • Author(s)
      Junya Takegaki, Kohei Sase, Satoshi Fujita.
    • Organizer
      Integrative Physiology of Exercise 2020 Conference (Web)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of acute bout of resistance exercise in combination with leucine-enriched essential amino acids intake on the protein expression of vitamin D receptor in human skeletal muscle.2020

    • Author(s)
      Risako Mori, Junya Takegaki, Kohei Sase, Jun Yasuda, Yasushi Shinohara, Satoshi Fujita.
    • Organizer
      Integrative Physiology of Exercise 2020 Conference (Web)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The effects of mesenchymal stem cells injection and acute resistance exercise on basal muscle protein metabolism in mouse skeletal muscle.2020

    • Author(s)
      Junya Takegaki, Kohei Sase, Yusuke Kono, Takuya Fujita, Satoshi Konishi, Satoshi Fujita.
    • Organizer
      25th Conference on ECSS (Web)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] マウス骨格筋に対する間葉系幹細胞の筋肉内注射による筋タンパク質合成シグナルの変化2020

    • Author(s)
      竹垣淳也,佐瀬晃平,中野大輝,河野裕允,藤田卓也,小西聡,藤田聡.
    • Organizer
      第75回日本体力医学会大会 (Web)
  • [Presentation] 有酸素性能力向上を狙いとした5分間運動の実施―小学校体育授業での高強度インターバル運動の導入について2020

    • Author(s)
      鳥取 伸彬, 上田 憲嗣, 渡邊 雅也, 森田 憲輝, 藤田 聡
    • Organizer
      日本発育発達学会第18回大会

URL: 

Published: 2022-12-28  

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