2017 Fiscal Year Research-status Report
慢性疾患患者の筋機能低下に対する加温とアミノ酸栄養を併用した新たな予防・治療戦略
| Project/Area Number |
17K01538
|
|---|
| Research Institution | Nihon Fukushi University |
|---|
Principal Investigator |
岩田 全広 日本福祉大学, 健康科学部, 准教授 (60448264)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
土田 和可子 日本福祉大学, 健康科学部, 助教 (90610014)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | 悪液質 / カヘキシー / 骨格筋 / 萎縮 / 代謝 / 温熱刺激 / 分岐鎖アミノ酸 / 栄養 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
積極的な身体運動は，非感染性慢性疾患の悪液質（カヘキシー）に由来する骨格筋機能低下の治療や進行予防に有効であるが，臨床で遭遇する患者の中には，原疾患そのものの特異的な病態や二次的な廃用症候群などによって運動制限を有する者も多く存在するため，その代償となる治療法の早期開発が求められている。そこで本研究課題では，熱という物理的刺激とアミノ酸栄養に対する筋細胞応答に着目し，骨格筋の加温と分岐鎖アミノ酸の投与を組み合わせた新しい治療介入が，カヘキシーにより引き起こされる代謝異常とそれに伴う骨格筋萎縮の進行過程に及ぼす影響を検討する。さらに，その作用機序を解明することで，カヘキシーに由来する骨格筋機能低下に対する治療や予防を目的とした効果的で効率的な治療法の開発に向けた基礎的資料を提供することを目的としている。
2017年度は，カヘキシーを惹起するリポ多糖体（LPS）投与によって萎縮が生じる骨格筋細胞（C2C12筋管細胞）を用いて，温熱刺激によるLPS誘導性筋萎縮の進行抑制効果とその作用機序について検討した。その結果，（１）LPSをC2C12筋管細胞に投与すると，p38MAPKの活性化を介したタンパク質分解系が亢進し，萎縮が惹起されるが，（２）プレコンディショニングとして温熱刺激を負荷すると，LPS投与に伴うp38MAPKの活性化が抑制されるとともに，萎縮の進行も抑制されることが明らかとなった。
今後は，カヘキシーに由来する骨格筋機能低下に対する分岐鎖アミノ酸投与の単独効果または温熱刺激との併用効果について検討を進めていく予定である。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題は，熱やアミノ酸栄養に対する筋細胞応答に着目し，温熱刺激または分岐鎖アミノ酸投与がカヘキシーに由来する骨格筋機能低下（代謝異常とそれに伴う骨格筋萎縮）の進行過程に及ぼす影響とその作用機序の解明を行い，臨床応用に向けた科学的根拠を集積するとともに，温熱刺激と分岐鎖アミノ投与を組み合わせた治療介入が，より効果的かつ効率的に骨格筋機能低下を抑制するのではないかといった仮説を培養細胞やモデル動物を用いて検証することが目的である。
今回，カヘキシーに由来するC2C12筋管細胞の萎縮が温熱刺激を負荷することでほぼ完全に抑制されることや，その作用機序のひとつとしてp38MAPKの活性化を介したタンパク質分解の抑制が寄与している可能性を確認することができた。
以上の検証は，培養細胞実験に基づくものであるが，その成果は運動制限を有する非感染性慢性疾患患者に対する新たな方法論の開発に向けた基礎的資料を提供することができるものであり，骨格筋機能障害に対する安全かつ効果的な予防・治療法の在り方にも示唆を与えることができると考えている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
2017年度に実施したC2C12筋管細胞を用いた培養細胞実験では，温熱刺激を負荷することでカヘキシーを惹起するLPSに曝されたC2C12筋管細胞の萎縮を抑制できることを確認した。今後は，培養細胞を用いた追加実験を行うとともに，カヘキシーに由来する骨格筋機能低下に対する分岐鎖アミノ酸の単独効果または温熱刺激および分岐鎖アミノ酸投与の併用効果を検討していく予定である。次いで，培養細胞実験で得られたデータを基礎資料として，カヘキシーモデル動物（LPS投与モデルマウスや心不全モデルマウスなど）を用いて，温熱刺激，分岐鎖アミノ酸投与，またはそれらの併用による治療介入を行い，その効果検証を進めていきたい。
|
