2021 Fiscal Year Annual Research Report
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21H03360
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
絹川 真太郎 九州大学, 医学研究院, 准教授 (60399871)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐邊 壽孝 北海道大学, 医学研究院, 教授 (40187282)
高田 真吾 北翔大学, 生涯スポーツ学部, 准教授 (60722329)
松島 将士 九州大学, 大学病院, 助教 (80552869)
横田 卓 北海道大学, 大学病院, 特任講師 (90374321)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | マイオカイン / 骨格筋 / 老化 / サルコペニア / プロテオーム解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、老化進展におけるマイオカインの全体像を明らかにすることであった。初年度は、まず加齢マウス（C57BL6/J、 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21, 24か月齢）の表現型の評価を行った。15か月齢を超えると、マウスの骨格筋重量の低下、活性酸素種産生増大、ミトコンドリア形態異常が観察されるとともに運動能力が低下した。一方、12か月齢の時点において、骨格筋のミトコンドリア呼吸能は障害されていた。骨格筋のプロテオーム解析では、ミトコンドリア機能、特にエネルギー代謝関連タンパクやタンパク合成と関連するタンパクが減少し、タンパク分解、細胞死、線維化と関連するタンパクが増加していた。これらのタンパクの変化は骨格筋の表現型が出現する前から起こっていた。
次に、C2C12培養細胞および若年マウスの骨格筋初代培養細胞をカフェイン刺激し、分泌されたタンパクを質量分析法で解析し、マイオカインライブラリーを作成した。また上記加齢マウスの血液の質量分析結果と比較することにより、加齢によって変化するマイオカインを同定（加齢マイオカインプロファイリング）した。代表的なマイオカインとして脳由来神経栄養因子などが同定された。
さらに、運動によって変化するマイオカインを同定する研究に取り組んだ。有酸素運動（水泳トレーニング6か月）を行ったマウスの骨格筋および血中のマイオカインを同定（運動マイオカインプロファイリング）した。
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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
初年度はおおむね当初計画の予定通りの進捗状況であった。骨格筋のプロテオーム解析は行ったが、トランスクリプトーム解析ならびにメタボローム解析は次年度に行う予定とした。培養細胞の刺激実験において、カフェイン刺激だけでなく、進展刺激の実験も予定したが、C2C12培養細胞の進展刺激は困難であり、実験遂行は困難であった。しかしながら、カフェイン刺激および電気刺激での結果で十分にマイオカインを同定することに成功した。また、運動の種類として有酸素運動だけでなく、自発的活動や抵抗運動模擬も予定しており、現在進行中である。研究実績の概要に記載した研究結果の一部をまとめて論文作成した。初年度に論文掲載費を計上していたが、掲載までにいたらず、一部研究費の繰り越しを行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、初年度に同定した加齢マイオカインプロファイリングを詳細に解析し、マイオカインによる老化のバイオマーカーを探索する。さらに、動的バイオマーカー理論で解析することにより、老化の臨界特異点を同定する。これらの解析にはより多くの時系列ポイントのデータが必要である可能性があり、その場合、初年度に行った実験と同等の実験を他の年齢のマウスを用いて行う予定である。
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[Journal Article] Inhibition of xanthine oxidase in the acute phase of myocardial infarction prevents skeletal muscle abnormalities and exercise intolerance2021
Author(s)
Nambu H, Takada S, Maekawa S, Matsumoto J, Kakutani N, Furihata T, Shirakawa R, Katayama T, Nakajima T, Yamanashi K, Obata Y, Nakano I, Tsuda M, Saito A, Fukushima A, Yokota T, Nio-Kobayashi J, Yasui H, Higashikawa K, Kuge Y, Anzai T, Sabe H, Kinugawa S
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Journal Title
Cardiovasc Res
Volume: 117
Pages: 805-819
Peer Reviewed
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[Journal Article] Brain-derived neurotrophic factor improves impaired fatty acid oxidation via the activation of AMPKα-PGC1α signaling in skeletal muscle of mice with heart failure2021
Author(s)
Matsumoto J, Takada S, Furihata T, Nambu H, Kakutani N, Maekawa S, Mizushima W, Nakano I, Fukushima A, Yokota T, Tanaka S, Handa H, Sabe H, Kinugawa S
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Journal Title
Circ Heart Fail
Volume: 14
Pages: e005890
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Cardiac-specific loss of mitoNEET expression is linked with age-related heart failure2021
Author(s)
Furihata T, Takada S, Kakutani N, Maekawa S, Tsuda M, Matsumoto J, Mizushima W, Fukushima A, Yokota T, Enzan N, Matsushima S, Handa H, Fumoto Y, Nio-Kobayashi J, Iwanaga T, Tanaka S, Tsutsui H, Sabe H, Kinugawa S
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Journal Title
Commun Biol
Volume: 4
Pages: 138
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Systemic oxidative stress is associated with lower aerobic capacity and impaired skeletal muscle energy metabolism in heart failure patients2021
Author(s)
Yokota T, Kinugawa S, Hirabayashi K, Yamato M, Takada S, Suga T, Nakano I, Fukushima A, Matsushima S, Okita K, Tsutsui H
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Journal Title
Sci Rep
Volume: 11
Pages: 2272
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Angiotensin-converting enzyme inhibitor prevents skeletal muscle fibrosis in diabetic mice2021
Author(s)
Kakutani N, Takada S, Nambu H, Maekawa S, Hagiwara H, Yamanashi K, Obata Y, Nakano I, Fumoto Y, Hata S, Furihata T, Yokota T, Fukushima A, Kinugawa S
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Journal Title
Exp Physiol
Volume: 106
Pages: 1785-1793
Peer Reviewed / Open Access
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