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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Qualitative changes in skeletal muscle with sarcopenia: mechanisms and effective countermeasure

Research Project

Project/Area Number 19H01085
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

石井 直方  東京大学, 大学院総合文化研究科, 特任研究員 (20151326)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中里 浩一  日本体育大学, 保健医療学部, 教授 (00307993)
佐々木 一茂  東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (00451849)
小笠原 理紀  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (10634602)
田村 優樹  日本体育大学, 体育学部, 准教授 (20794978)
越智 英輔  法政大学, 生命科学部, 准教授 (90468778)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Keywords加齢 / 筋萎縮 / 筋肥大 / 神経筋接合部 / レジスタンス運動
Outline of Annual Research Achievements

それぞれの共同研究者の実績は下記のとおりである。(1)加齢に伴い発現量の低下するUnc45bについて,若齢マウスの骨格筋において発現量を抑制し,筋力・筋量の経時変化について検討したところ,まず筋力のみ低下し,遅れて筋量が低下した.また,老齢マウスにおいてUnc45bを過剰発現させたところ,筋力・筋量ともに改善が認められた.(2)加齢で発現量が上昇する遺伝子である2810030D12rikの生理機能を検討した。当該遺伝子の過剰発現は、腓腹筋の湿重量を10.6%増加させた。また、骨格筋の量を正に制御する情報伝達経路であるmTORC1経路は、当該遺伝子の過剰発現によって活性化することが明らかとなった。よって、加齢による当該遺伝子の発現上昇は、老化に伴う筋萎縮に対して保護的に作用する可能性が示唆された。(3)げっ歯類において共焦点顕微鏡を用いた神経筋接合部(NMJ)の形態評価系および神経と筋の電気刺激での力発揮の比率を用いた伝達率機能評価系を立ち上げた。その結果、NMJの神経と神経終板の重なりの面積が加齢に伴って低下し、その面積の低下はNMJの伝達率の低下と比例した。NMJの脱落は加齢に伴って速筋において中心的に発生していた。さらに筋肥大を伴わない程度の極めて低負荷の有酸素運動によって加齢に伴うNMJ形態、機能および脱落といった変化は抑制されることを見出した。(4)定期的にレジスタンス運動を行っている中高齢者33名を対象とした研究から、下肢の細胞外液比(筋の質の指標)はおよそ60歳を境に顕著に増大する傾向がある一方で、脚伸展筋力の加齢変化は比較的緩やかであることが分かった。また、細胞外液比と脚伸展筋力の間に有意な相関関係が認められなかったことから、中高齢者が実施するレジスタンス運動は筋の質よりも量の維持に役立っている可能性が示唆された。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (21 results)

All 2023 2022

All Journal Article (10 results) (of which Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 3 results) Presentation (11 results) (of which Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Aging Is Associated With Impaired Postprandial Response of Skeletal Muscle Protein Synthesis to High-Intensity Muscle Contraction in Mice2023

    • Author(s)
      Ato Satoru、Matsunami Hiroshi、Ogasawara Riki
    • Journal Title

      The Journal of Gerontology: Series A

      Volume: 78 Pages: 587~595

    • DOI

      10.1093/gerona/glad014

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pedal cadence does not affect muscle damage to eccentric cycling performed at similar mechanical work2023

    • Author(s)
      Ueda Hisashi、Saegusa Riki、Tsuchiya Yosuke、Ochi Eisuke
    • Journal Title

      Frontiers in Physiology

      Volume: 14 Pages: -

    • DOI

      10.3389/fphys.2023.1140359

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effect of resistance training mainly depends on mechanical activation of fast-twitch fiber2022

    • Author(s)
      Hatanaka Sho、Ishii Naokata
    • Journal Title

      The Journal of Physical Fitness and Sports Medicine

      Volume: 11 Pages: 295~303

    • DOI

      10.7600/jpfsm.11.295

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of Occasional and Habitual Wearing of High-Heeled Shoes on Static Balance in Young Women2022

    • Author(s)
      Yamada-Yanagawa Ayano、Sasagawa Shun、Nakazawa Kimitaka、Ishii Naokata
    • Journal Title

      Frontiers in Sports and Active Living

      Volume: 4 Pages: -

    • DOI

      10.3389/fspor.2022.760991

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Low-frequency electrical stimulation of bilateral hind legs by belt electrodes is effective for preventing denervation-induced atrophies in multiple skeletal muscle groups in rats2022

    • Author(s)
      Uno Hiroyuki、Kamiya Shohei、Akimoto Ryuji、Hosoki Katsu、Tadano Shunta、Kouzaki Karina、Tamura Yuki、Kotani Takaya、Isemura Mako、Nakazato Koichi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 12 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s41598-022-25359-z

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Percutaneous electrical stimulation-induced muscle contraction prevents the decrease in ribosome RNA and ribosome protein during pelvic hindlimb suspension2022

    • Author(s)
      Kotani Takaya、Tamura Yuki、Kouzaki Karina、Kato Hikaru、Isemura Mako、Nakazato Koichi
    • Journal Title

      Journal of Applied Physiology

      Volume: 133 Pages: 822~833

    • DOI

      10.1152/japplphysiol.00204.2022

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of different types of muscle activity on the gene and protein expression of ALDH family members in C57BL/6J mouse skeletal muscle2022

    • Author(s)
      Jee Eunbin、Tamura Yuki、Kouzaki Karina、Kotani Takaya、Nakazato Koichi
    • Journal Title

      Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism

      Volume: 47 Pages: 775~786

    • DOI

      10.1139/apnm-2022-0005

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Aldehyde dehydrogenase 2 deficiency promotes skeletal muscle atrophy in aged mice2022

    • Author(s)
      Kasai Akane、Jee Eunbin、Tamura Yuki、Kouzaki Karina、Kotani Takaya、Nakazato Koichi
    • Journal Title

      American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology

      Volume: 322 Pages: R511~R525

    • DOI

      10.1152/ajpregu.00304.2021

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Implication of satellite cell behaviors in capillary growth via VEGF expression-independent mechanism in response to mechanical loading in HeyL-null mice2022

    • Author(s)
      Ato Satoru、Fukada So-ichiro、Kokubo Hiroki、Ogasawara Riki
    • Journal Title

      American Journal of Physiology-Cell Physiology

      Volume: 322 Pages: C275~C282

    • DOI

      10.1152/ajpcell.00343.2021

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Age and sex differences in force steadiness and intermuscular coherence of lower leg muscles during isometric plantar flexion2022

    • Author(s)
      Yamaguchi Tatsuhiro、Xu Jierui、Sasaki Kazushige
    • Journal Title

      Experimental Brain Research

      Volume: 241 Pages: 277~288

    • DOI

      10.1007/s00221-022-06517-1

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] マウス神経筋接合部における信号伝達機能の新規評価法.2023

    • Author(s)
      山口達寛,鴻崎香里奈,中里浩一,佐々木一茂
    • Organizer
      第100回日本生理学会大会
  • [Presentation] 筋の加齢変化と筋力トレーニング2022

    • Author(s)
      石井直方
    • Organizer
      第59回日本リハビリテーション医学会学術集会
    • Invited
  • [Presentation] 骨格筋形態・代謝適応制御の分子運動生理学 その黎明期から未来へ、筋力トレーニングによる筋肥大の分子運動生理学的メカニズムとその応用2022

    • Author(s)
      石井直方
    • Organizer
      第77回日本体力医学会大会
  • [Presentation] 骨格筋形態・代謝適応制御の分子運動生理学 その黎明期から未来へ、運動による骨格筋肥大適応メカニズムの再考2022

    • Author(s)
      小笠原理紀
    • Organizer
      第77回日本体力医学会大会
  • [Presentation] 骨格筋形態・代謝適応制御の分子運動生理学 その黎明期から未来へ、高強度運動時の乳酸代謝の意義を改めて問う:MCT4欠損マウスを対象とした研究から2022

    • Author(s)
      田村 優樹
    • Organizer
      第77回日本体力医学会大会
  • [Presentation] 骨格筋形態・代謝適応制御の分子運動生理学 その黎明期から未来へ、遺伝子多型研究が分子運動生理学に果たす役割2022

    • Author(s)
      中里浩一
    • Organizer
      第77回日本体力医学会大会
  • [Presentation] 骨格筋の肥大適応と加齢変化のメカニズム2022

    • Author(s)
      小笠原理紀
    • Organizer
      日本基礎老化学会 第43回シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] 骨格筋の高強度筋収縮適応における解糖系の役割2022

    • Author(s)
      小笠原理紀
    • Organizer
      第77回日本体力医学会大会
    • Invited
  • [Presentation] サルコペニアにおけるUNC45Bの役割2022

    • Author(s)
      小笠原理紀、長宗大賀、多田早織
    • Organizer
      第8回日本筋学会学術集会
  • [Presentation] 健康・長寿の鍵は筋肉づくり ~若齢女性と高齢者の研究から~2022

    • Author(s)
      佐々木一茂
    • Organizer
      SPORTECセミナー「スポーツ・健康・ウェルフェア分野における学際共創拠点 〜社会実装/事業化に向けた産学官地連携プロジェクトの推進〜」
    • Invited
  • [Presentation] 低強度運動は随意筋力と神経筋接合部の信号伝達機能の加齢変化を抑制する.2022

    • Author(s)
      山口達寛,鴻崎香里奈,中里浩一,佐々木一茂
    • Organizer
      第30回日本運動生理学会大会

URL: 

Published: 2023-12-25  

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