ミトコンドリア機能に着目した糖尿病における呼吸筋機能低下メカニズムの解明

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21H03329
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 関根 紀子 順天堂大学, スポーツ健康科学部, 客員教授 (10393175)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉原 利典 順天堂大学, スポーツ健康科学部, 准教授 (20722888) ; 福 典之 順天堂大学, スポーツ健康科学部, 先任准教授 (40392526) ; 小林 裕幸 筑波大学, 医学医療系, 教授 (70536218)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 横隔膜 / 糖尿病 / ミトコンドリア機能 / 活性酸素種

Outline of Annual Research Achievements

本研究は，糖尿病性の呼吸筋機能の低下はミトコンドリア機能の低下によって引き起こされるとの仮説を設定し，糖尿病における呼吸筋機能低下の発生機序の解明を目的とするものである．2型糖尿病は，環境や遺伝などの複数の因子によって引き起こされる多因子疾患であり，糖尿病の進行に伴って呼吸筋の萎縮と機能低下が生じることが報告されている．呼吸筋機能の低下は易疲労性により運動不足を誘発し更なる糖尿病の進行を促すため，その機序を明らかにし対策を講じることは重要であると考えられる．
21年度のデータを分析したところ，当初の仮説や予備実験の結果とは異なる結果が得られたため，追加の実験動物を飼育して仮説の再検証を行っているところである．5週齢のOLETF（糖尿病モデル動物，n=12）およびLETO（対照動物，n=12）の長期飼育を行い，25週齢時の横隔膜および血液サンプルの採取を行った．新鮮横隔膜よりミトコンドリアを抽出し，ミトコンドリア機能評価（酸素消費速度）および活性酸素産生評価を行った．また，1～160Hzの電気刺激による横隔膜機能評価（in vitro）を行った．なお，サンプル採取の1週間前には腹腔内糖負荷試験を行い，糖尿病の発症の程度を確認している．その結果，ミトコンドリア機能評価および活性酸素種評価から，本研究開始時の仮説「糖尿病性の呼吸筋機能の低下はミトコンドリア機能の低下によって引き起こされる」が支持されることが示唆された．更なる裏付けを進めるため，凍結横隔膜サンプルを用いた組織化学分析およびタンパク質発現解析に着手したところである．

Current Status of Research Progress

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

Reason

分析の進捗が少々遅れてはいるものの，繰り越した研究課題を概ね完了した．

Strategy for Future Research Activity

課題①のサンプルの分析を引き続き行って仮説の裏付けを進め，成果の公表に取り組むとともに，課題③の運動条件の再検討を行う．