A physiologfical role of aging-associated suppression of mechanical sensor in sarcopenia

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17K01762
• Research Institution: Hirosaki Gakuin University
• Principal Investigator: 吉岡 利忠 弘前学院大学, 看護学部, 学長 (50056933)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 後藤 勝正 (山下勝正) 豊橋創造大学, 保健医療学部, 教授 (70239961)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 選択的スプライシング / MBNL1 / ミトコンドリア / アポトーシス / 加齢性筋萎縮

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、骨格筋量および機能の維持・向上を目的とした運動刺激受容機構とその加齢匹変化を解明すると共に、加齢性変化の克服策を開発し、様々なライフステージに応じた骨格筋機能の維持向上のための「適度な」運動刺激の種類と強度を提示するための基盤となる基礎資料を得ることを目的に3年計画で実施する。令和元年度はその3年目の研究計画最終年度に当たる。昨年度までの研究により示された「加齢性の選択的スプライシング因子uscleblind-like 1（MBNL1）発現量の変化」が骨格筋萎縮を引き起こすか、またMBNL1発現慮の変化が加齢性筋萎縮の原因であるとした場合、その分子機序について検討した。C2C12筋管細胞を用いた検討により、MBNL1は筋タンパク量の維持あるいは増加に寄与すること、また正常なミトコンドリア膜電位の保持にも関与することが明らかとなった。さらに、MBNL1の減少は、DNA凝集体の増加などアポトーシスを引き起こすことが示唆された。一方、成熟したマウス骨格筋では、速筋である足底筋において、加齢に伴う筋重量の低下が認められた。この萎縮した加齢骨格筋では、MBNL1およびPGC-1α発現量の低下ならびにアポトーシス関連因子の増加が認められた。しかし、遅筋である腓腹筋では筋重量の低下は観察されず、また腓腹筋内側頭におけるMBNL1発現量に変化は認めなかった。加齢性骨格筋萎縮は速筋に顕著であることから、加齢に伴うMBNL1発現量の低下とMBNL1低下によるミトコンドリア機能低下が加齢性の骨格筋萎縮の要因であることが示唆された。また、この加齢性のミトコンドリア機能の低下に、PGC-1αの関与が示唆された。今後、加齢に伴うMBNL1発現量の低下を抑制することで、加齢性の骨格筋萎縮を抑制することが可能となるのではないかと考えられた。

Research Products

• [Journal Article] 筋トレの生化学：筋肥大のメカニズム (2020)
  • Author(s): 後藤勝正
  • Journal Title: 臨床リハビリテーション Volume: 29 Pages: 116-122
• [Journal Article] Lactate stimulates a potential for hypertrophy and regeneration of mouse skeletal muscle (2019)
  • Author(s): Ohno, Y., Ando, K., Ito, T., Suda, Y., Matsui, Y., Oyama, A., Kaneko, H., Yokoyama, S., Egawa, T., Goto, K.
  • Journal Title: Nutrients Volume: 11 Pages: 869～869
  • DOI: 10.3390/nu11040869
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] MENS-associated increase of muscular protein content via modulation of caveolin-3 and TRIM72 (2019)
  • Author(s): Ohno, Y., Egawa, T., Yokoyama, S., Fujiya, H., Sugiura, T., Ohira, Y., Yoshioka, T., Goto, K.
  • Journal Title: Physiological Research Volume: 68 Pages: 265～273
  • DOI: 10.33549/physiolres.933992
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Impact of different temperature stimuli on the expression of myosin heavy chain isoforms during recovery from bupivacaine-induced muscle injury in rats (2019)
  • Author(s): Shibaguchi, T., Hoshi, M., Yoshihara, T., Naito, H., Goto, K., Yoshioka, T., Sugiura, T.
  • Journal Title: Journal of Applied Physiology Volume: 127 Pages: 178～189
  • DOI: 10.1152/japplphysiol.00930.2018
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The protective effect of Brazilian propolis against glycation stress in mouse skeletal muscle (2019)
  • Author(s): Egawa T., Ohno, Y., Yokoyama, S., Yokokawa, T., Tsuda, S., Goto, K., Hayashi, T.
  • Journal Title: Foods Volume: 8 Pages: 439～439
  • DOI: 10.3390/foods8100439
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] 宇宙医学研究からロコモティブシンドロームを解明する (2019)
  • Author(s): 後藤勝正
  • Journal Title: 整形災害外科 Volume: 62 Pages: 763-770
• [Presentation] A possible of gastric inhibitory polypeptide in the regulation of skeletal muscle mass (2020)
  • Author(s): Goto, K., Aoshima, M., Hagiwara, A., Yamashita, T., Ortuste Quiroga, H.P., Yokoyama, S.
  • Organizer: 第97回日本生理学会大会
• [Presentation] A physiological role of inter-organ network between gastrointestine and skeletal muscle on the regulation of skeletal muscle volume (2019)
  • Author(s): Goto, K., Aoshima, M., Suzuki, T., Kanda, Y., Inagaki, R., Akiyama, K., Yokoyama, S.
  • Organizer: Experimental Biology 2019 (EB2019)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 持続的なTRPV4チャネルの活性化と不活性化による筋管細胞の適応 (2019)
  • Author(s): 萩原ありさ，山下智大，Ortuste Quiroga, H.P.，伊藤理香，大野善隆，横山真吾，後藤勝正
  • Organizer: 第74回日本体力医学会大会
• [Presentation] 筋細胞の分化におけるHSP70特異的核輸送体Hikeshiの役割 (2019)
  • Author(s): 山下智大，Ortuste Quiroga, H.P.，萩原ありさ，横山真吾，大野善隆，杉浦崇夫，大平充宣，吉岡利忠，後藤勝正
  • Organizer: 第74回日本体力医学会大会
• [Presentation] Some aspects of mechanosensitive ion channels in myogenesis (2019)
  • Author(s): Ortuste Quiroga, H.P., Yamashita, Y., Hagiwara, A., Yokoyama, S., Suzuki, Y., Tominaga, M., Goto, K.
  • Organizer: 第74回日本体力医学会大会
• [Presentation] 長期間の機能的過負荷による筋サテライト細胞と筋タンパク合成シグナルの変化 (2019)
  • Author(s): 杉浦崇夫，森廣壮馬，芝口翼，内藤久士，後藤勝正，吉岡利忠
  • Organizer: 第74回日本体力医学会大会
• [Presentation] Functional properties of a novel mechanosensitive Ca2+-permeable channel in mouse muscle satellite cells (2019)
  • Author(s): Ortuste Quiroga, H.P., Yamashita, T., Hagiwara, A., Yokoyama, S., Suzuki, Y., Tominaga, M., Goto, K.
  • Organizer: Frontiers in Myogenesis, Skeletal Muscle: Development, Regeneration and Disease
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] HSP70-specific nuclear transporter Hikeshi in myogenic differentiation (2019)
  • Author(s): Yamashita, T., Ortuste Quiroga, H.P., Hagiwara, A., Yokoyama, S., Ohno, Y., Sugiura, T., Ohira, Y., Yoshioka, T., Goto, K.
  • Organizer: Frontiers in Myogenesis, Skeletal Muscle: Development, Regeneration and Disease
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 骨格筋細胞可塑性発現におけるTRPV4と機械的刺激の受容 (2019)
  • Author(s): 萩原ありさ，大野善隆，横山真吾，後藤勝正
  • Organizer: 第65回日本宇宙航空環境医学会大会