2018 Fiscal Year Research-status Report
低出力超音波療法が筋再生に及ぼす影響とその作用機序の解明
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18K10756
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
坂本 美喜 北里大学, 医療衛生学部, 講師 (40365177)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
只野 ちがや 東邦大学, 医学部, 講師 (40261094)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | リハビリテーション / 筋損傷 / 物理療法 / 低出力パルス超音波療法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
低出力超音波療法（LIPUS）は、創傷治癒促進を目的とした治療法であり、骨折や腱損傷に対して使用されている。筋損傷に対するLIPUSの効果検証は、筋横断面積の変化や線維化の範囲など組織学的および筋張力評価などが多く実施されているが、有効とする報告と無効とする報告が混在する。またLIPUSの筋再生過程に及ぼす作用機序は未だ不明な点が多い。LIPUSは、機械的刺激を細胞に与えることから、先行研究ではLIPUSを照射した滑膜細胞や軟骨においてインテグリンを介したPI3K-Aktシグナル伝達経路の活性化が報告されている。そこで本研究では、骨格筋においてもLIPUS照射によりAktが活性化されるのか、また筋肥大に関連するAkt-mTOR-p70S6K経路に変化が生じるのか検証した。
＜方法＞
実験動物はICR系雌マウス（12週齢）を用いて、①筋損傷群、②筋損傷＋LIPUS群にわけた。LIPUS照射条件は、周波数；3 MHz、 強度0.5 W/１平方cm、照射サイクル； 50％、照射時間10分とした。照射は、損傷後2時間経過後に1回照射し、2回目以降は1回/日の頻度で実施した。なお筋損傷群では、照射強度を0ＷにしてLIPUS照射群と同様の操作を行った。損傷後３日および5日後に前脛骨筋を採取し凍結固定後に横断切片を作成し、損傷の程度を確認後、Akt, mTOR, p70S6Kのリン酸化についてイムノブロット法にて解析した。
＜結果・考察＞
Akt、mTOR、p70S6Kのリン酸化について検討した結果、3日後、5日後のいずれにおいても、LIPUS照射群でAkt、 p70S6Kの活性化は高くなる傾向はあるものの有意差は認められなかった。今回の結果では、LIPUSは筋損傷回復を促進する効果は少ないことが示唆された。今後は、その他のシグナル伝達や筋分化マーカーを用いた解析もすすめて検討する必要がある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
今年度は、Akt-mTOR-p70S6Kを対象に、3日後と5日後について検証をすすめた。
LIPUS照射後の24時間後に筋サンプルを採取して解析をすすめていたが、Akt等の活性化に有意な変化が生じるのは刺激後短時間であるという報告もあることからサンプリング時間をより早めて検討することも必要であったと考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、LIPUS照射後のサンプリング時間やLIPUS照射条件も再検討し、Akt等の活性化について検討する。またLIPUSによって影響が生じることが報告されているERK1/2の活性化についても調査する予定である。また筋分化マーカーもあわせて評価する予定である。
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| Causes of Carryover |
（理由）今年度は、PI3K-Akt経路、またAkt-mTOR-p70S6Kシグナル伝達経路の評価を行う予定で計画したが、Akt-mTOR-p70S6K経路の検出を実験条件を検討しながらすすめたため、予定よりも時間を要した。そのため、使用する動物や試薬の使用量が少なく、次年度使用額が生じた。
（使用計画）
次年度は、LIPUS照射後のサンプリング時間やLIPUS照射条件を再検討し、PI3K-Akt経路の活性化の有無について検証する予定である。また筋分化マーカーの発現についてもあわせて検討する。これらの解析のために動物および抗体を購入する費用として使用する。
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