Elucidation of vitamin D signaling on muscle homeostasis and sarcopenia pathophysiology

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K09289
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56020:Orthopedics-related
• Research Institution: National Center for Geriatrics and Gerontology
• Principal Investigator: Hosoyama Tohru 国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, 研究所 ジェロサイエンス研究センター, 副部長 (20638803)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: サルコペニア / ビタミンD / 筋力低下 / 骨格筋内脂肪蓄積 / 間葉系前駆細胞

Outline of Final Research Achievements

Vitamin D contributes to a variety of life phenomenon, and its decreased production has been linked to several diseases. In this study, we investigated the relationship between sarcopenia, a geriatric disease, and vitamin D deficiency or vitamin D signaling inhibition, using genetically-engineered mice and epidemiological analysis. As a consequence, we found that inhibition of vitamin D signaling in mature myofibers causes muscle weakness and that the incidence of sarcopenia is increased in vitamin D-deficient individuals. We also found that vitamin D deficiency and inhibition of vitamin D signaling are associated with fat accumulation in skeletal muscle, which frequently occurs in older adults. The results of these studies are expected to assist in the development of methods for the prevention and treatment of sarcopenia.

Free Research Field

細胞生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

サルコペニアに対する予防法や治療法の開発は、超高齢社会にある我が国において喫緊の課題であるが、その病態生理研究は進んでいない。本研究で我々は、ビタミンDの低下やそのシグナル阻害が筋力低下やサルコペニア発症率の増加に直接関わることを明らかにし、サルコペニアの発症機構の一端や本ビタミンの治療有用性を示すことが出来た。さらに、近年サルコペニアとの関連性が指摘されている骨格筋内脂肪蓄積において、脂肪組織の起源細胞におけるビタミンDシグナル阻害が関与する可能性を世界で初めて示すことが出来た。これらの結果は、サルコペニア発症の分子機構の解明のみならず、健康寿命延伸に向けた重要な知見である。