2019 Fiscal Year Research-status Report
線維芽細胞による基底板構築に着目した骨格筋の老化に対するリハビリテーションの開発
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18K17776
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| Research Institution | Osaka University of Human Sciences |
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Principal Investigator |
金澤 佑治 大阪人間科学大学, 人間科学部, 講師 (60620656)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 老化 / 骨格筋 / 運動 / 基底板 / Collagen IV / TCF4 / 線維芽細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、老化により損傷しやすくなった骨格筋の回復障害に対して、線維芽細胞の活性化を糸口にリハビリテーション的治療を開発することである。線維芽細胞は筋を保護する基底板を構成しているコラーゲンを産生する。そこで線維芽細胞を活性化して基底板構築反応を促す事で、老化に伴う筋の脆弱化や回復遅延を打開すべく3つの研究項目に取り組んでいる。具体的には、①老化による基底板構築能の低下における分子メカニズムの解明、②老化した線維芽細胞の基底板構築能を活性化する因子の同定、③基底板構築を促す因子における治療的ポテンシャルの検証の3点である。まず①老化による基底板構築能の低下における分子メカニズムの解明については、老年ラットを用いて骨格筋の遺伝子解析を実施した。その結果、老年ラットでは筋損傷後の回復過程において基底板の主成分であるCollagen IVやそのフォールディングに関与する因子の遺伝子発現量が若年よりも低下していることが確認された。このことは老化が基底板の主成分であるCollagen IVの産生能力を低下させていることを示唆している。次に②老化した線維芽細胞の基底板構築能を活性化する因子の同定については、まず若年ラットを用いて骨格筋のCollagen IV産生が上昇する因子を探索した。その結果、荷重刺激や走運動で骨格筋内のCollagen IVの遺伝子発現が上昇すると同時に、高負荷の走運動後はTCF4陽性線維芽細胞の発現数を増加させることも確認できた。このことは運動が線維芽細胞によるCollagen IV産生を伴う基底板構築を促すことを示唆している。最後に③基底板構築を促す因子における治療的ポテンシャルの検証については、10週間の運動介入を老年ラットに処方した結果、筋再生因子や基底板関連因子の遺伝子発現量が増加する事が明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
主な研究項目は、①老化による基底板構築能の低下における分子メカニズムの解明、②老化した線維芽細胞の基底板構築能を活性化する因子の同定、③基底板構築を促す因子における治療的ポテンシャルの検証の3点である。
現在までに3つの項目全てについて実験を進めている。①老化による基底板構築能の低下における分子メカニズムの解明と②老化した線維芽細胞の基底板構築能を活性化する因子の同定については、老化がCollagen IV産生を低下させる分子メカニズムの一部を解明することができた。骨格筋へのメカニカルな刺激がCollagen IVの遺伝子発現を誘導すると同時に、高負荷の運動負荷後にはTCF4陽性線維芽細胞の発現数も増加することが確認できた。③については、老化ラットに10週間の運動介入を実施したところ、基底板関連の遺伝子発現が誘導されることも確認する事ができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
走運動後のTCF4陽性線維芽細胞と基底板構造の変化については、随時、学会発表をしており、現在は学術誌への投稿中である。今後は老年ラットの骨格筋における運動習慣の効果については詳細な作用機序を解析する予定である。さらに化学物質による線維芽細胞の誘導も試みており、今後より詳細な敵刺激やメカニズムを解析する予定である。
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| Causes of Carryover |
既存の実験機器を用いた実験系で予想よりも多くの実験データや成果を得ることができた。
さらに新型コロナウイルス感染予防の観点から参加予定であった学会が誌上開催になり、予定していた旅費の使用が不要になった。
そのため主な使用用途は消耗品の購入となり、次年度使用額が生じた。
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