2022 Fiscal Year Annual Research Report

活動量の変化に伴う骨格筋の可塑的変化のメカニズムの解明

Research Project

Project/Area Number	22H03481
Allocation Type	Single-year Grants
Research Institution	National Cardiovascular Center Research Institute
Principal Investigator	渡邊大輝国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 上級研究員 (30823281)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	西美幸京都大学, 薬学研究科, 研究員 (60183894) 竹島浩京都大学, 薬学研究科, 教授 (70212024) 和田正信広島大学, 人間社会科学研究科(総), 教授 (80220961)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2026-03-31
Keywords	ミツグミン23 / スキンドファイバー / 筋小胞体 / カルシウム漏出 / 筋疲労
Outline of Annual Research Achievements	本研究の目的は，運動および不活動に伴う筋の可塑的変化の原因を，ミツグミン23（MG23）に着目して明らかにすることである．2022年度は，実験1「MG23が安静時の細胞内小器官の機能に及ぼす影響」および実験2「MG23が筋疲労に及ぼす影響」を行った．実験1について，C57BL6系統の野生型（WT）およびMG23欠損（MG23KO）マウスの長趾伸筋（EDL）およびヒラメ筋（SOL）からメカニカルスキンドファイバー（MSF）を作製し，筋小胞体のCa2+含量および筋小胞体のCa2+漏出について検討した．その結果，MG23KOはWTと比較し，筋小胞体により多くのCa2+が含まれること，筋小胞体Ca2+漏出量が少ないことが明らかとなった．また，短指屈筋から作製した単一筋線維においても，MSFと同様の結果が認められた．これらのことは，MG23が筋小胞体Ca2+漏出チャネルとして機能することを示唆する．実験2では，片脚の底屈筋に対して，電気刺激（疲労刺激）を負荷し疲労を誘起するモデルを使用した．疲労刺激終了直後，1時間後および2時間後に筋収縮力を測定した結果，疲労終了2時間後にWTよりもMG23KOのほうが高い筋収縮力を示し，MG23KOがWTよりも筋疲労からの回復が早いことが明らかとなった．疲労刺激終了2時間後の筋からMSFを作製し，細胞内小器官の機能を測定したところ，MG23KOのほうが筋小胞体からのCa2+放出機能が迅速に回復することが明らかとなった．これらの結果を実験1の結果と合わせて考えると，MG23は運動後のCa2+漏出チャネルとして働き，筋疲労を長期化させる原因となる可能性が示唆された．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 当初の計画では，「MG23と筋疲労の関係」について2023年度に実施する予定であったが，予定より早く実施することができた．一方で，2022年度に「MG23と活性酸素種の関係」を検討する予定であったが，活性酸素を発生させる薬理的処置の選定に時間がかかり，実施に至らなかった．遅延した項目はあるものの，全体的にはおおむね順調していると判断した．
Strategy for Future Research Activity	2023年度は「MG23と活性酸素種の関係」について検討を進める．具体的には，MG23KOおよびWTマウスのMSFに対して様々な活性酸素種を負荷し，筋小胞体Ca2+含有量および筋小胞体Ca2+漏出がどのように変化するかについて検討する．ポジティブな結果が得られれば，MG23KOが筋疲労を遅延させるメカニズムについて，活性酸素種との関与を検討する予定である．