The influence of myonectin in exercising muscle and sarcopenic muscle on iron metabolism

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K11333
• Research Institution: Niigata University of Health and Welfare
• Principal Investigator: 塙 晴雄 新潟医療福祉大学, 健康科学部, 教授 (40282983)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤井 豊 新潟医療福祉大学, 医療技術学部, 講師 (20589303) ; 山本 智章 新潟医療福祉大学, その他部局等, ロコモティブ症候群予防研究センター副センター長 (30445902) ; 越中 敬一 新潟医療福祉大学, 健康科学部, 准教授 (30468037) ; 大森 豪 新潟医療福祉大学, 健康科学部, 教授 (70283009)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: マイオネクチン / エリスロフェロン / ヘプシジン / 鉄代謝 / 運動 / 慢性疾患 / 心不全 / 貧血

Outline of Annual Research Achievements

鉄代謝はマスター遺伝子であるhepcidinの発見により、貧血やヘモクロマトーシスはもとより様々な臓器傷害にも関わることが明らかになってきた。また、hepcidinの抑制因子として、骨髄あるいは骨格筋から分泌されるmyonectin/ERBFが産生されることが発見された。サルコペニアやサルコペニアの治療法である運動でmyonectin/ERBFの発現がどのように変化し、それによる鉄代謝の変化や臓器傷害に及ぼす影響を検証することが本研究の目的である。
慢性疾患のモデルとして、ラットの重症心筋炎心筋症モデルを用い、骨格筋でのmyonectin/ERBFの発現の変化を定量的RT-PCRにて検索した。心筋炎ラットは著明なサルコペニアを呈し、myonectin/ERBFの半膜様筋内の発現は、ミトコンドリアの発現に関係すると考えられているPGC-1αや他のマイオカインであるFNDC5と同様に有意に低下していた。
また、強制回転カゴをもちいて、13日間10m/分で30分間毎日運動させたラットの半膜様筋、腓腹筋、ヒラメ筋のmyonectin/ERBFの発現を検討したところ、それぞれ4.0倍、3.0倍、3.7倍増加していた。
以上から運動によって骨格筋内のmyonectin/ERBFの発現を上昇させ、hepcidinの発現を低下させる可能性があることが示唆され、サルコペニアや慢性疾患の臓器傷害に影響を与えうることが示唆された。
今後、myonectin/ERBFの発現ベクターを作成し、hepcidinの発現や慢性疾患の貧血、臓器傷害にどのような影響を与えるかを検討する予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

KOD-plusを用いたPCRにてmyonectin/ERBFの全長DNAは作成済みである。しかし、pCAGGSベクターにmyonectin/ERBFを挿入して、それを用いてハイドロダイナミック法でラットに発現させ、ヘプシジンや貧血、臓器傷害を検討予定であるが、まだベクター作成に難渋している状況である。

Strategy for Future Research Activity

ラットの数を増やして普遍性を検討すると伴に、pCAGGSベクターにmyonectin/ERBFを挿入して、そのベクターを用いてハイドロダイナミック法でラットに過剰発現させ、ヘプシジンや貧血、臓器傷害に対する影響を検討予定である。
制限酵素を用いたライケーションがうまくいかない場合には、In-Fusion HD cloningを用いてベクターの作成を試みる。
動物の実験でmyonectin/ERBFの鉄代謝に対する影響が明らかになれば、ヒトのサルコペニア症例の骨格筋や血液中でも検討する。

Causes of Carryover

ベクター作成に難渋し、ベクターの大量生成まで進まなかったため、次年度この作成費用に使用する予定である。