2013 Fiscal Year Research-status Report
乳酸による骨格筋ミトコンドリア新生のメカニズムの解明
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25750331
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
星野 太佑 東京大学, 総合文化研究科, 助教 (70612117)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 乳酸 / ミトコンドリア / 骨格筋 |
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| Research Abstract |
平成25年度は、主に実験設備のセットアップとその妥当性の検証を行った。
機器のセットアップと方法の妥当性の検証：まず、ウォーターバスインキュベーターと95%O2-5%CO2のガスボンベの設置、ガスボンベからそれぞれのフラスコへのチューブの整備を行った。これにより筋インキュベーション法の実施が可能となった。次に、実際にラット滑車上部筋を摘出し、6時間酸素を送り込みながら、インキュベーションを行った。その結果、筋肉に異常は確認されず、数時間の筋インキュベーション法の妥当性を確認した。
細胞での先行研究の結果との比較：L6細胞を用いた結果(Hashimoto et al. 2007)では、乳酸10 mM６時間の添加がミトコンドリア酵素のタンパク質量を増加させることを確認している。そこで、本研究において、まず6時間の乳酸10 mMの刺激がミトコンドリアの酵素のタンパク質量、mRNA量を増加させるのか検証した。ラット (～100g)の滑車上部筋を傷を付けないように摘出し、適度なホルモン、抗生物質を含んだMEM alpha midium 2.5 mlの中に浸した。ラット1匹あたり左右の筋を一つは乳酸あり(10 mM)、もう一つはコントロールとして乳酸なしのmidiumに浸し、6時間35℃でインキュベーションした。インキュベーション後、ミトコンドリアの酵素とミトコンドリア新生の指標となるPGC-1alphaのタンパク質量を測定した。しかし、6時間10 mM乳酸添加による変化はみられなかった。次に、それらのmRNA量を測定したが、乳酸添加による変化はみられなかった。これらの結果から、細胞と骨格筋(組織レベル)では、乳酸のミトコンドリア新生への影響が異なる可能性が考えられた。
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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年度は、本研究を遂行するための筋インキュベーションシステムを確立した。無事にシステムを構築できたことは大きな成果であった。一方で、先行研究との比較から、細胞と骨格筋では異なる乳酸の影響が出る可能性が出てきた。順調ではあるが、視野を広く持ち、実験結果を柔軟に理解する必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成25年度は、乳酸10 mMを6時間の添加が骨格筋のミトコンドリア新生に与える影響を検討した。しかし、乳酸10 mMを6時間ではミトコンドリアの酵素のタンパク質量、mRNA量の増加を引き起こすことができなかった。この結果は、乳酸濃度が低かったか、もしくは添加時間が短かった可能性を示唆している。しかし、乳酸濃度をさらに高くすると浸透圧が大きく変化することが考えられる。浸透圧の変化はシグナル伝達の活性化の一つとなりうるため、乳酸濃度を高くすることは浸透圧の影響を大きくさせると考えられる。よって、添加時間を長くして検討するほうが良策と考えられる。以上から、平成26年度は乳酸10 mMを24時間添加し、ミトコンドリア新生への影響を検討する予定である。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
平成26年度から所属が異動となり、支出が大きくなることが見込まれたため。
引き続き高額となるrealtime PCRの試薬やウエスタンブロットの抗体などの購入に使用する予定である。
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