2014 Fiscal Year Research-status Report
運動負荷量の違いが引き起こす萎縮筋の回復促進効果の違いとそのメカニズム
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25560274
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| Research Institution | Aichi Medical College for Physical and Occupational Therapy |
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Principal Investigator |
木村 菜穂子 愛知医療学院短期大学, その他部局等, 助教 (00544751)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊東 佑太 名古屋学院大学, 公私立大学の部局等, 講師 (30454383)
河上 敬介 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (60195047)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 理学療法学 / 細胞増殖・細胞死 / 筋肉生理学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでに我々は，尾部懸垂により後肢筋を萎縮させたマウスに対して筋力トレーニングを行うと，単に再加重するよりも筋萎縮からの回復が大きく促進することを明らかにした．また，回復促進時に，筋線維核数が（健常筋では認められない）正常以上に増加することを明らかにした．よって，萎縮筋への筋力トレーニングには，健常筋の肥大とは異なるメカニズムが存在していると考えられる．従って，萎縮筋に有効な筋力トレーニングの負荷方法も健常筋の肥大に有効な方法とは異なる可能性がある．そこでまず，平成25年度には，筋収縮のために電気刺激を与え，発生する関節トルクのフィードバックにより電気刺激を調整し，一定のトルクで等尺性筋力トレーニングを行うことのできるシステムを開発した．
平成26年度は，異なる運動強度の筋収縮運動をマウス後肢筋に与えた時の，筋萎縮からの回復促進効果を評価し，その関係性を調べた．マウスは後肢筋を萎縮させるため，2週間の尾部懸垂を施した．尾部懸垂から解放後，強度が異なる等尺性収縮運動(ICE, 50/day, 7days) を行わせた (ICE1 group; 1 mNm, ICE3 group; 3 mNm, ICE5 group; 5 mNm, ICE8 group; 8 mNm). この結果，ICEによる筋萎縮からの回復期間中，最大等尺性底屈トルクの回復がICE3群とICE5群で早く起こった．ICEを始めて7日目には，唯一ICE3群のヒラメ筋の筋線維横断面積の平均値が 正常筋との間に差がなくなった．ICE1群の筋線維横断面積はICEを行わず再荷重したのみのマウス（nICE群）を超える回復効果は見られなかった．ICE5とICE8の筋線維横断面積はICE1群やICEを行わない自然回復群よりも早く回復したものの，損傷した線維と径が小さい再生したと考えられる線維がみられた．
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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
平成25年度に作成した，「筋収縮のために電気刺激を与え，発生する関節トルクのフィードバックにより電気刺激をコントロールし，一定のトルクで等尺性筋力トレーニングを行うことのできるシステム」により，異なるトルクの等尺性筋力トレーニングを与えた結果，異なった萎縮からの回復促進効果が認められた．これによって当初の計画通り，最終年度に行う予定の萎縮からの回復促進効果の高いトレーニング方法の検証や，メカニズムの解明の準備が整った．
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| Strategy for Future Research Activity |
尾部懸垂による筋萎縮モデルマウスに異なる負荷量の刺激を与えたときの，筋線維核数の増加の免疫組織学的検証を行う．平成26年度に組織学的検証で用いた組織の切片に免疫染色を供し（抗Dystrophin抗体，DAPI染色），筋線維あたりの筋線維核数の変化と新生された筋線維核の有無を検証する．また，EdU click-iT染色を用い，新生した核の筋線維内の位置を確定する．なお，横断切片において筋線維核や筋衛星細胞数の評価が難しい場合，筋線維を単離して染色することで，筋線維の長軸長に渡っての評価を行う．また，筋衛星細胞の活性化や増殖，分化，融合に関わる因子を網羅的に解析し，筋萎縮からの回復促進において，どのような特異的なメカニズムが存在するのかを明らかにする．本検証は，平成26年度の結果により，筋萎縮を起こしたマウスに，筋衛星細胞の活性化，既存筋線維の融合が起こることが確認された負荷量での運動を行う．運動負荷開始後0，1，2，3，4日目の筋を解析する（各n＝6）．
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| Causes of Carryover |
当初必要と考えられた免疫組織学的検証用の抗体が不要となったため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
免疫組織学的検証用の抗体を再度検討し，必要なものを購入するとともに，生化学的検証用の抗体を購入する．
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