2021 Fiscal Year Research-status Report
アクアポリン４による水代謝に基づく加齢性筋萎縮のメカニズムの解明
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21K11382
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| Research Institution | Osaka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
石道 峰典 大阪工業大学, 工学部, 講師 (80737536)
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2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 骨格筋 / 筋水分量 / 筋萎縮 / 加齢 / アクアポリン４ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々は、これまでの研究において加齢による筋水分量の減少とともに骨格筋における水分代謝の主要な制御因子の一つである水チャネル“アクアポリン４（AQP4）”の発現も減少することを明らかにした。一方で高齢期骨格筋のAQP4の発現変化がAQP4と協働して浸透圧調整を行なっている他の因子に及ぼす影響は不明瞭なままである。
そこで、2021年度の研究は、加齢によるAQP4の減少が他の浸透圧調整因子に及ぼす影響を明らかにすることを目的に実施した。実験動物に２年齢（高齢期）および８週齢（若齢期）のFischer 344系ラットを用い、被験筋を速筋である前脛骨筋とした。被験筋を摘出し、筋重量と筋水分含有率を算出した。またAQP4やAQP4と協働して浸透圧調整を行なっている関連タンパク質の発現量を検討した。本研究では、AQP4と協働で浸透圧調整を行なっている因子としてTransient Receptor Potential Vanilloid 4（TRPV4）、Na+/K+/2CI- cotransporter 1（NKCC1）、Na+/K+ ATPase a1の発現量を検討した。その結果、高齢期骨格筋の相対筋重量、筋水分含有率、AQP4に加えAQP4と協働して浸透圧調整を行なっているTRPV4、NKCC1とNa+/K+ ATPase a1の発現量も、若齢期に対し高齢期骨格筋で有意に低下していることが明らかとなった。
以上のことから本研究により、加齢によりAQP4に加えて、AQP4と協働して浸透圧を調整している因子（TRPV4、NKCC1、Na+/K+ ATPase a1）の発現量が低下していることが明らかとなった。これらの結果は、AQP4による水分輸送能だけでなく、AQP4やその関連因子を介した浸透圧調整能の低下が、高齢期の筋萎縮や筋水分量の減少に関与している可能性を示唆するものである。
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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
2021年度は、加齢性筋萎縮に対するAQP4の関与を解明するにあたり、AQP4の発現様式の変化とAPQ4と協働で浸透圧調整を行なっている因子（TRPV4、NKCC1、Na+/K+ ATPase a1）の関係性の解明を目的に研究を実施してきた。実験動物に２年齢（高齢期）および８週齢（若齢期）のFischer 344系ラットを用い、被験筋を速筋である前脛骨筋とした。その結果、高齢期骨格筋の相対筋重量、筋水分含有率およびAQP4の発現量は若齢期骨格筋に対し有意な低下が認められた。さらに、AQP4と協働して浸透圧の調整を行なっているTRPV4、NKCC1とNa+/K+ ATPase a1の発現量においても、若齢期に対し高齢期骨格筋で有意に低下していることが明らかとなった。したがって、高齢期骨格筋ではAQP4の減少と同時にTRPV4、NKCC1とNa+/K+ ATPase a1の発現量も減少していることからAQP4が関与する浸透圧調整能も低下している可能性が示唆された。さらに本研究では、加齢に伴う筋萎縮や筋水分含有率も低下していたことから、AQP4を介した水分輸送能の低下や浸透圧調整能の低下がこれらの加齢性変化に関与している可能性が示唆された。これらの知見は、AQP4の発現特性の変化が加齢性筋萎縮や水分量低下に及ぼす影響を明らかにする上で重要な知見であると考えられる。またこれらの研究成果の一部は国内学会で発表することができ、十分な研究成果が得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度の研究により、高齢期の速筋ではAQP4の減少と同時にTRPV4、NKCC1とNa+/K+ ATPase a1の発現量も減少していることからAQP4が関与する浸透圧調整能も低下している可能性が示唆された。さらに本研究では、高齢期の速筋では、筋重量や筋水分含有率の低下に水分輸送能や浸透圧調整能の変化が関与している可能性が示唆された。一方で、加齢が遅筋におけるAQP4やその関連因子に及ぼす影響は不明瞭なままである。速筋と遅筋では機能面や形態面における加齢性変化の特性が異なっていることから、AQP4やその関連因子においても速筋と遅筋で異なる変化を示す可能性がある。そこで今後は、加齢が速筋と遅筋におけるAQP4を介した水分輸送能や浸透圧調整能に及ぶす影響の違いを検討していく予定である。
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| Causes of Carryover |
実験を遂行する上で必要不可欠な試薬や抗体などの消耗品や機器の購入にあたり、キャンペーンを利用したことで当初予定よりも低価格で購入でき、効率的な助成金の執行が可能となったため。次年度使用額と合わせて、実験消耗品の購入にあてる予定である。
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Research Products
(3 results)
