2013 Fiscal Year Research-status Report
筋収縮刺激による培養筋細胞を用いたミトコンドリア遊走機構の解明
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25560345
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | Fukuoka University |
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Principal Investigator |
檜垣 靖樹 福岡大学, スポーツ科学部, 教授 (10228702)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
須藤 みず紀 公益財団法人明治安田厚生事業団体力医学研究所, 基礎実験研究室, 研究員 (10585186)
兼岡 秀俊 福岡大学, 医学部, 教授 (20161169)
安藤 創一 福岡大学, スポーツ科学部, 助教 (50535630)
安野 哲彦 福岡大学, 医学部, 助手 (80551994)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ミトコンドリア / 培養細胞 / 脂肪滴 |
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| Research Abstract |
肥満者の骨格筋細胞内には多量の脂肪が貯蔵されており、脂肪量とインスリン感受性は負の相関を示す。一方、インスリン感受性が亢進している持久鍛錬者の筋細胞内脂肪量は、健常人（非運動選手）の2.5倍にも達し、肥満者よりもさらに多い。しかし、なぜ持久鍛錬者は多量の筋細胞内脂肪を有するのに、インスリン抵抗性を引き起こさないのか、筋内脂肪貯蔵が同量でも全く異なる生理現象を引き起こす要因は何か、不明である。
電顕写真像において、骨格筋細胞内の脂肪滴はよくミトコンドリア近傍に存在する。エネルギー産生の効率を考えると、脂肪という原料とミトコンドリアというエネルギー産生工場が近接する細胞内環境は、理にかなった現象と捉え、平成25年度は、C2C12培養細胞を用いて、ミトコンドリアと脂肪滴のリアルタイムイメージング実験系を構築することを目的として次の実験を行った。
C2C12培養細胞内に存在するミトコンドリアはMitoTracker試薬を用いて染色し、脂肪滴の同定にはLipidTOXを用いた。細胞内のミトコンドリアの局在について、核の周りを囲んでいるかのように染色された実験結果を得た。現在、定量化に向けての実験を進めている。一方、脂肪滴の染色については、電顕写真で観察されるような脂肪滴サイズの大小を区別して染色するまで至っていない。その要因として、細胞内の脂肪滴の絶対量が少ない可能性あるいは細胞内のエネルギー基質として脂肪を多量に消費している可能性などを想定している。現在、培養条件を調整し、脂肪滴が多量に観察される環境を模索している。現時点では、脂肪滴の大小を区別し定量化できる染色条件が確立できていないが、ミトコンドリアの遊走する可能性について、経時的に観察した予備データを得た。次年度には、2重染色の条件を確立し、電気刺激実験による経時的変化を観察する予定である。
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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
本年度の研究計画として、培養筋細胞を用いたミトコンドリアの遊走を時間経過とともに可視化する目途が立った。
1)C2C12培養細胞のミトコンドリアをMitoTracker試薬を用いて染色し、局在を確認できた。
2）C2C12培養細胞の脂肪滴の同定にはLipidTOX試薬を用いて染色し、定性評価は可能であるが脂肪滴の大小を区別し、定量的解析には至っていない。
以上より、当初の計画のすべてが実行できていないことから、おおむね順調と評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成25年度の実験成果に基づき、ミトコンドリアと核、そして脂肪滴を同時に染色し、時間経過を観察できる実験条件を確立する。そのためには、脂肪滴に大小を定量的に評価する染色および実験条件の確立が急務である。現在、細胞内への脂肪酸取り込みを亢進する実験を進めている。また、ミトコンドリアと脂肪滴の2重染色下において、経時的な変化をとらえる実験を同時並行で進めている。
今後の研究の推進方策は、当初の実験計画と大幅な変更はないものと考えている。観察条件の確立を早急に実施し、筋収縮刺激で起こる事象を明らかにする予定である。
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