2015 Fiscal Year Research-status Report
培養細胞で“真”の廃用性筋萎縮モデルは作れるか？-理学療法研究への応用に向けて-
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25560254
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| Research Institution | Oita University |
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Principal Investigator |
河上 敬介 大分大学, 福祉健康科学部設置室, 教授 (60195047)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
笹井 宣昌 鈴鹿医療科学大学, 保健衛生学部, 准教授 (20454762)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 筋萎縮 / 理学療法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，収縮活動とその後の不活動状態を模擬する培養系筋萎縮モデルを作成することである．これまで，トリ筋管細胞に電気刺激を与え筋管細胞の横径が太くなり，電気刺激を止めると減少するモデルが完成した．そして，収縮活動時のROSやユビキチンプロテアゾーム系の活性に変化を確認した．これらの成果を統合して再度検証したところ，我々の行った電気刺激による筋管横径の増加は，蛋白質の合成に加え蛋白質の分解に関わる応答が非常に高くなることが判明し，我々の仮説とは異なる結果であった．電子顕微鏡像では，正常な筋管細胞には認められないオートファゴソームやオートマイトゾーム様の構造が多く観察された．一方，収縮活動を停止させると2日後には蛋白質の分解が優位になり，筋管細胞は細くなっており，in vivoのモデルと同様の現象が認められた．一方，収縮活動を停止して数時間後における合成や分解の現象を確認したところ，タンパク質の合成が活性化して，分解が抑制される時期があることを想定できる現象が認められた．我々の実施した収縮活動モデルは，過剰な負荷の状態を模擬しているのではないか，また収縮活動の停止は過負荷状態からの休憩を意味しているのではないかという新たな仮説が出現した．
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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
通常運動を行っている状況と考えて我々が作製していたモデルは，実は刺激は過負荷状態を模擬している可能性が出てきた．また，収縮活動の停止は，廃用性のモデルというよりも，過負荷状態からの休憩を模擬している可能性が出てきた．本件は，筋力向上のための運動に必要と考えているインターバルのメカニズムを明らかにするために重要である．そこで，これまであまり着目されていない，収縮活動停止直後数時間以内の蛋白質の合成や分解に関わるシグナルに関して調査する必要が出てきてしまった．結果的に当初の目的に関しては後れを取っているものの，新しいモデルの可能性が出現した．
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| Strategy for Future Research Activity |
収縮活動停止直後数時間以内の蛋白質の合成や分解に関わるシグナルに関して集中的に検証を行い，これまであまり着目されていない，過負荷トレーニング後休憩のメカニズムの一端を解明するとともに，本モデルがそのモデルとして有効かどうかを検証することとする．
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| Causes of Carryover |
マウス筋管細胞の基質への定着不足により，対象をトリ筋管細胞に移したことが，最も大きな理由である．そのために，生化学，免疫組織学的実験において会合性の高い抗体を探すのに手間取った．
また，我々の予想に反して，廃用性の筋萎縮モデルと考えていた収縮活動の停止は，過負荷状態からの休憩を模擬している可能性が出てきた．そのため，収縮活動停止直後数時間以内の蛋白質の合成や分解に関わるシグナルについて蛋白質レベルで確認を行い始めた．よって，遺伝子レベルの実験を中止した．以上のことから，次年度使用額が生じた．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
収縮活動停止直後数時間以内の蛋白質の合成や分解に関わるシグナルに関しては，これまでほとんど着目されていない．そこで，シグナルに関して蛋白質レベルでの検証に使用する．また，蛋白質の分解に関わるatrogin や MuRFの遺伝子発現に関しての検証に使用する．
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