Effect of combined nutritional intervention and exercise on COVID-19-related sarcopenia

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K11223
• Research Institution: Nara Medical University
• Principal Investigator: 藤井 澄 奈良県立医科大学, 医学部, 研究員 (60284189)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 國安 弘基 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (00253055) ; 谷 里奈 奈良県立医科大学, 医学部, 講師 (20783872) ; 川原 勲 奈良県立医科大学, 医学部, 研究員 (80524975)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: サルコペニア / 中鎖脂肪酸 / ミトコンドリア / ミトファジー / ミトコンドリア品質管理

Outline of Annual Research Achievements

昨年度、3種の中鎖脂肪酸による骨格筋への影響を検討し、サルコペニアへの有効性を考察した。本年度は、3種の中鎖脂肪酸の影響の詳細についてとくにミトコンドリアに対する影響の観点から検討した。Mitophagyはミトコンドリアを選択的に分解し, ミトコンドリア品質管理の役割を担っている。我々は中鎖脂肪酸であるカプリル酸(C8)が骨格筋分化とミトコンドリア品質管理の観点から検討を行った。実験にはマウス筋芽細胞株C2C12を用いた。C8(200µg/mL)ならびにautophagy阻害剤であるクロロキンで48時間前処理し, 分化誘導を行った。その結果, C8に対するC8＋クロロキン処理はmitophagy関連タンパクであるLC-3, PINK1, Parkinが増加し, ミトコンドリア新生に関与するPGC-1αは低下した。ミトコンドリア量を示すTOM20に有意な差を認めなかった。フラックス解析によりミトコンドリア機能を検討したところ, C8に対して C8＋クロロキン処理は基礎呼吸、最大呼吸、ATP産生量を抑制し, proton leak, ROSの産生が亢進した。さらにC8＋クロロキン処理により, 分化マーカーであるMyo D, Myosin heavy chain発現量は抑制された。以上よりカプリル酸はミトコンドリアターンオーバーを促進することで, 骨格筋分化に寄与する可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

中鎖脂肪酸の中でもカプリル酸が骨格筋に対してミトコンドリア品質管理を促進し、筋促進作用することを見出した。これは、種々の原因によるサルコペニアに対して、同様な効果を果たすことが期待される。

Strategy for Future Research Activity

これまでの検討は、培養系で行ってきた。今後は動物モデルを用いてサルコペニアに対する作用を解明する。さらに、運動負荷による脂肪酸効果への影響も検討する。

Causes of Carryover

動物実験を施行するための研究費を次年度に移行することになった。

Research Products

• [Journal Article] Short Telomere Lesions with Dysplastic Metaplasia Histology May Represent Precancerous Lesions of Helicobacter pylori-Positive Gastric Mucosa (2023)
  • Author(s): Fujiwara-Tani Rina、Takagi Tadataka、Mori Shiori、Kishi Shingo、Nishiguchi Yukiko、Sasaki Takamitsu、Ikeda Masayuki、Nagai Kenta、Bhawal Ujjal Kumar、Ohmori Hitoshi、Fujii Kiyomu、Kuniyasu Hiroki
  • Journal Title: International Journal of Molecular Sciences Volume: 24 Pages: 3182～3182
  • DOI: 10.3390/ijms24043182
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Berberine Induces Combined Cell Death in Gastrointestinal Cell Lines (2023)
  • Author(s): Mori Shiori、Fujiwara-Tani Rina、Gyoten Momoko、Nukaga Shota、Sasaki Rika、Ikemoto Ayaka、Ogata Ruiko、Kishi Shingo、Fujii Kiyomu、Kuniyasu Hiroki
  • Journal Title: International Journal of Molecular Sciences Volume: 24 Pages: 6588～6588
  • DOI: 10.3390/ijms24076588
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Role of creatine shuttle in colorectal cancer cells (2023)
  • Author(s): Kita Mayu、Fujiwara-Tani Rina、Kishi Shingo、Mori Shiori、Ohmori Hitoshi、Nakashima Chie、Goto Kei、Sasaki Takamitsu、Fujii Kiyomu、Kawahara Isao、Bhawal Ujjal Kumar、Luo Yi、Kuniyasu Hiroki
  • Journal Title: Oncotarget Volume: 14 Pages: 485～501
  • DOI: 10.18632/oncotarget.28436
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Caprylic acid alleviates cachexia-induced myocardial damage by inhibiting HMGB1 via ketone body. (2023)
  • Author(s): Nukaga S, Rina Fujiwara-Tani R, Miyagawa Y, Kawahara I, Nishida R, Mori T, Goto K, Kishi S, Mori S, Fujii K, Ohmori H, Kuniyasu H
  • Organizer: MASCC 2023 Annual Meeting, Nara, Japan, 2023.6.22-24
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Caprylic acid alleviates cachexia-induced myocardial damage by inhibiting HMGB1 via ketone body. (2023)
  • Author(s): Nukaga S, Rina Fujiwara-Tani R, Miyagawa Y, Kawahara I, Nishida R, Mori T, Goto K, Kishi S, Mori S, Fujii K, Ohmori H, Kuniyasu H
  • Organizer: 82th Annual Meeting of Japanese Association for Cancer, Yokohama, 2023.9.21-23
• [Presentation] Differential effects on mitochondrial quality control and skeletal muscle differentiation in medium-chain fatty acids. (2023)
  • Author(s): Nishida R, Mori S, Mori T, Nukaga S, Kawahara I, Miyagawa Y, Goto K, Ohmori H, Fujii K, Luo Y, Ogata R, Kishi S, Fujiwara-Tani R, Kuniyasu H
  • Organizer: 82th Annual Meeting of Japanese Association for Cancer, Yokohama, 2023.9.21-23