閉経後の骨格筋における水分代謝とサルコペニア：運動の予防効果の分子メカニズム

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K19887
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 洪 永豊 順天堂大学, 大学院スポーツ健康科学研究科, 博士研究員 (40826575)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: サルコペニア / エストロゲン / 水分代謝 / アクアポリン / 筋力トレーニング

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、エストロゲンによる骨格筋水分代謝の調節機構に着眼して、サルコペニアおよび閉経後の女性における筋萎縮および運動による筋萎縮予防の分子メカニズムを解明することを目的とした。本年度は、運動トレーニングによる骨格筋横断面積の変動に及ぼす加齢（閉経）と性差の影響を検討した。若年期（4ヶ月齢）と高齢期（22ヶ月齢）のF344系雌性および同月齢の雄性ラットを実験動物として用いた。各月齢時に安静飼育群と筋力トレーニング群に分類し計８群とした（各群6-9匹）。トレーニング群にはクライミング運動を3日に1度の頻度で、尾に装着する重りの重さを調整して1日10回疲労困憊に至るまで運動負荷を8週間実施した。8週間のトレーニング終了後、長母趾屈筋を摘出し、免疫染色法を用いて各筋線維タイプを同定し、筋線維横断面積を評価した。6ヶ月齢と24ヶ月齢を比較した場合、筋力トレーニングによる筋重量の増加率は、雌ラットでは21.5%と14.2%、雄ラットでは14.9%と10.7%であった。若年期に筋力トレーニングによる筋横断面積（全部の筋線維タイプ）の増加率と比べって、高齢期雄および雌とも減少することが認められた。さらに、筋力トレーニングによるミオシン重鎖（MHC） IIa筋線維の横断面積の増加率は、高齢期雄および雌とも減少することが認められた。雄ラットでは筋力トレーニングと加齢の交互作用を認められなかったが、雌ラットでは筋力トレーニングと加齢の交互作用を認められました。先行研究では、速筋型MHCの発現様式がAQP4とNKCC1の発現制御に関与することを報告されている。今後、AQP4とNKCC1の発現特性の変化と筋力トレーニング速筋型MHC筋線維の横断面積の増加率の関係を検討していく予定である。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本年度は、高齢期ラットを用いて、加齢および性差が筋力トレーニングによる骨格筋横断面積の増加に及ぼす影響を明らかにした。その結果、筋力トレーニングによる骨格筋横断面積の増加率は雄および雌とも加齢に伴い減少することが認められた。閉経前後の影響を検討するため、閉経前（4ヶ月齢）と閉経後（22ヶ月齢）雌ラットを比較し、筋力トレーニングによるMHC IIa筋線維の横断面積の増加率は加齢（閉経）顕著に低下した。この結果はエストロゲンが関与している可能性が考えられた。今後は、骨格筋水分量をテラヘルツ波の水分量空間分布測定法で検討し、AQP4とNKCC1の発現は免疫染色で同定していく予定である。

Strategy for Future Research Activity

今後の研究課題としては、免疫染色でAQP4とNKCC1の局在を早急に検討し、エストロゲンや筋力トレーニングが骨格筋の水分量に及ぼす影響の分子メカニズムの詳細を明らかにしていく予定である。

Causes of Carryover

2021年度に必要な消耗品は全て購入し、実験も終了しているが、わすかに残額が生じた。
次年度に必要な消耗品の購入のために使用する予定である。