骨格筋適応の性差を司るアンジオテンシン受容体制御機構の解明

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20H04082
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 吉原 利典 順天堂大学, スポーツ健康科学部, 准教授 (20722888)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 内藤 久士 順天堂大学, 大学院スポーツ健康科学研究科, 教授 (70188861) ; 町田 修一 順天堂大学, 大学院スポーツ健康科学研究科, 教授 (40421226) ; 柿木 亮 順天堂大学, スポーツ健康科学部, 非常勤助教 (70614931)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: アンジオテンシンII1型受容体 / 性差 / トレーナビリティ / 骨格筋萎縮 / サルコペニア

Outline of Annual Research Achievements

当該年度は、AT1Rの阻害剤であるロサルタンおよび組換え型アデノ随伴ウイルスベクターによる遺伝子導入法を用いて、AT1Rの阻害あるいは発現制御が筋萎縮過程における活性酸素種産生やタンパク質分解系のシグナル伝達の活性化に与える影響について、遺伝子・タンパクレベルで検討した。実験1：若齢のWistar系雄性・雌性ラットをプラセボ群およびロサルタン投与群に分け、7日間の尾部懸垂により筋萎縮を誘導した。ロサルタンは尾部懸垂開始直後に腹腔内（20 mg/kg）へ投与し、その後は実験終了まで自由飲水（0.3g/L）により摂取させた。尾部懸垂前、1日後および7日後に抗重力筋であるヒラメ筋を摘出した。その結果、尾部懸垂7日後の相対筋重量および筋線維横断面積は雄雌ともに低下したが、ロサルタン投与は雌ラットでのみ軽減効果を示した。また、雌ラットでは、尾部懸垂1日後にSmad2 /3のリン酸化状態によって評価されるCanonical TGF-βシグナル伝達経路の活性化が認められたが、ロサルタン投与群の雌ラットでは有意に低下した。実験2：若齢のWistar系雄性・雌性ラットを用いて、片脚のヒラメ筋に生理食塩水で希釈したAT1受容体ショートヘアピンRNAを注入することでAT1受容体遺伝子発現を低下させる処置を行った後、4週間の回復期間を設けて7日間の尾部懸垂により筋萎縮を誘導した。また、反対脚には生理食塩水のみを注入し、コントロールとした。尾部懸垂前、尾部懸垂1日後および7日後にAAV脚および対照脚からそれぞれヒラメ筋を摘出し、分析を行った。その結果、雌性ラットではAT1受容体の発現低下による筋萎縮の軽減が認められることを明らかにした。引き続き解析を行い、AT1受容体を介した性別特異的な筋萎縮抑制メカニズムについて明らかにする予定である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

本年度は、筋萎縮過程におけるAT1R発現量の性差を明らかにするために、AT1Rの阻害あるいは発現制御が筋萎縮過程における活性酸素種産生やタンパク質分解系のシグナル伝達の活性化に与える影響について検討を行った。当該年度に実施すべき実験は計画どおりに進行しており、AT1R抗体の特異性を確認した上でタンパクレベルの解析を追加するのみである。AT1R阻害剤投与の実験については、筋萎縮からの回復に与える影響も検討できており、その点については計画以上の進展が達成できた。これらのことから、本年度の実施計画についてはおおむね順調に進展していると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

今後は、AT1R抗体の特異性を確認するとともに、組織学的なAT1R発現量の定量を行うことで、解析を進めていく予定である。また、サルコペニアモデルにおける、AT1Rの性別特異的な変化に対するAT1Rの発現制御影響や生じる変化のメカニズムについて明らかにする。さらに、筋生検により得られたヒト骨格筋におけるAT1R発現量の性差やAT1R発現の変化を調節する機構における性差について、環境要因による遺伝子発現調節筋機構の違い（マイクロRNA、ヒストン修飾等）に着目して詳細な検討を行う予定である。