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2010 Fiscal Year Annual Research Report

関節リウマチに伴う骨格筋の機能低下における活性酸素・窒素種の役割

Research Project

Project/Area Number 22800051
Research InstitutionSapporo Medical University

Principal Investigator

山田 崇史  札幌医科大学, 保健医療学部, 助手 (50583176)

Keywords関節リウマチ / 骨格筋 / 収縮機能 / 活性酸素・窒素種 / ペルオキシナイトライト / 細胞内Ca^<2+>濃度 / ミトコンドリア膜電位 / 酸化的修飾
Research Abstract

先行研究において我々は,関節リウマチモデルであるコラーゲン誘発性関節炎マウスのヒラメ筋において,発揮張力の著しい低下が,ペルオキシナイトライトによる筋タンパク質の酸化的修飾を伴うことを示した.そこで本研究では,ペルオキシナイトライトによる酸化ストレスが,関節リウマチにおける骨格筋機能低下の要因であると仮説し,その基礎的研究として,ペルオキシナイトライトが筋線維の機能に及ぼす影響を検討した.NMRI系あるいはC57BL/6系マウスの短趾屈筋から採取した単一筋線維を,ペルオキシナイトライトの供与体である3-morpholinosydnonimine (SIN-1)溶液へ曝露し,強縮時の張力および細胞内Ca^<2+>濃度([Ca^<2+>]_i)を経時的に測定した.なお,[Ca^<2+>]_iの測定には,Ca^<2+>蛍光指示薬であるindo-1を用いた.筋線維を0.2mM SIN-1へ曝露する前と,120分間曝露した時点における最大張力およびCa_<50>(最大張力の50%を発揮するために必要な[Ca^<2+>]_i)に差異は認められなかった.しかしながら,曝露時間を延長すると,180±20(mean±SE,n=5)分後に強縮時の[Ca^<2+>]_iの上昇および張力は消失した.一方,安静時の[Ca^<2+>]_iは,曝露前の値と比べ著しく増加した.また,収縮機能が停止した後も筋線維をSIN-1へ曝露し続けると,すべての筋線維は拘縮を起こし,それはミトコンドリア膜電位の低下を伴っていた.なお,SIN-1によるこれらの作用は,0.1mM以上の濃度で誘引された.以上の知見から,筋線維をペルオキシナイトライトへ長時間曝露すると,筋小胞体からのCa^<+2>放出機能が阻害され,収縮機能が停止することが明らかとなった.また,ペルオキシナイトライトによりミトコンドリアの機能が低下することで,筋線維の拘縮が誘引される可能性が示唆された.よって,ペルオキシナイトライトによる退行性変化が,関節リウマチに伴う筋力低下の要因の一つである可能性が考えられる

  • Research Products

    (7 results)

All 2011 2010

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (3 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] 老化に伴う筋弱化のメカニズム2011

    • Author(s)
      山田崇史
    • Journal Title

      体育の科学

      Volume: 61 Pages: 127-133

  • [Journal Article] {beta}-Hydroxybutyrate inhibits insulin-mediated glucose transport in mouse oxidative muscle2010

    • Author(s)
      Yamada T, Zhang SJ, Westerblad H, Katz A
    • Journal Title

      Am J Physiol Endocrinol Metab

      Volume: 299 Pages: E364-E373

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Increased fatigue resistance linked to Ca2+-stimulated mitochondrial biogenesis in muscle fibres of cold-acclimated mice2010

    • Author(s)
      Bruton JD, Aydin J, Yamada T, Shabalina IG, Ivarsson N, Zhang SJ, Wada M, Tavi P, Nedergaard J, Katz A, Westerblad H
    • Journal Title

      J Physiol

      Volume: 588 Pages: 4275-4288

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 筋肉弱化のメカニズム2010

    • Author(s)
      山田崇史
    • Organizer
      東海大学体育学研究科FD研究会
    • Place of Presentation
      神奈川県,湘南市
    • Year and Date
      2010-11-19
  • [Presentation] ペルオキシナイトライトがマウス単一筋線維に及ぼす影響2010

    • Author(s)
      山田崇史
    • Organizer
      第65回日本体力医学会大会
    • Place of Presentation
      千葉県,市川市
    • Year and Date
      2010-09-16
  • [Presentation] 筋弱化のメカニズム2010

    • Author(s)
      山田崇史
    • Organizer
      第27回筋肉の会
    • Place of Presentation
      千葉県,市川市
    • Year and Date
      2010-09-15
  • [Book] Adv Exp Med Biol2010

    • Author(s)
      Westerblad H, Place N, Yamada T
    • Total Pages
      279-296(353)
    • Publisher
      Muscle biophysics. From molecule to cells. Rassier, DE. (Ed.), Chapter 16, Mechanisms of skeletal muscle weakness.

URL: 

Published: 2012-07-19  

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