Effect of functional marine flavonoid on muscle atrophy

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26350148
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 平坂 勝也 長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(水産), 助教 (70432747)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 二川 健 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学系), 教授 (20263824)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 保健機能食品 / マリンフラボノイド / 加齢 / 筋萎縮

Outline of Annual Research Achievements

超高齢者社会を迎えている我国では、加齢や寝たきりによる筋萎縮の予防は高齢者のquality of life (QOL)向上と運動器症候群（ロコモティブシンドローム）発症予防に重要である。申請者らは、筋特異的ユビキチンリガーゼが加齢による筋萎縮の重要な原因因子であることを見出した。さらに、我々はフラボノイド類の脱アセチル化活性や抗酸化作用が同調し、加齢による筋萎縮予防に効果的であるエビデンスを得た。本研究では、未だほとんど開拓されていない水産物資源（マリンフラボノイド）が加齢による筋萎縮予防に効果的であるかを検証することを目的とした。我々は、褐藻抽出画分よりフラボノイド類であるモリン、カロテノイド類であるフコキサンチンを検出することができた。マリンフラボノイドの筋萎縮抑制作用を検討するために、大腿筋近傍皮下にがん細胞を移植することで液性因子による筋老化（筋萎縮）を模倣したモデルを用いて解析を行った。筋萎縮モデルマウスの骨格筋において、萎縮筋で観察される筋重量の減少や筋線維面積の縮小が認められた。一方、0.1%マリンフラボノイド摂餌は、筋重量や筋線維面積の減少に対して抵抗性を示した。興味深いことに、マリンフラボノイド摂餌はがん増殖も抑制した。次に、マリンフラボノイドの筋細胞に対する作用が直接的かどうかを検討するために、C2C12筋管細胞に癌細胞培養上清及びマリンフラボノイドをそれぞれ同時に添加し、蛍光免疫染色にて形態学的観察を行った。マリンフラボノイドを添加することにより、筋管細胞の萎縮に対して若干であるが抵抗性を示した。以上の結果より、海藻中フラボノイドはがん細胞由来液性因子あるいはがん細胞に作用することにより、筋萎縮予防効果を発揮することが示唆された。

Research Products

• [Journal Article] Dietary Supplementation with Isoflavones Prevents Muscle Wasting in Tumor-Bearing Mice. (2016)
  • Author(s): Hirasaka K, Saito S, Yamaguchi S, Miyazaki R, Wang Y, Haruna M, Taniyama S, Higashitani A, Terao J, Nikawa T, Tachibana K.
  • Journal Title: J Nutr Sci Vitaminol Volume: 62 Pages: 178-184
  • DOI: 10.3177/jnsv.62.178.
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Preventive effect of dietary quercetin on disuse muscle atrophy by targeting mitochondria in denervated mice. (2016)
  • Author(s): Mukai R, Matsui N, Fujikura Y, Matsumoto N, Hou DX, Kanzaki N, Shibata H, Horikawa M, Iwasa K, Hirasaka K, Nikawa T, Terao J.
  • Journal Title: J Nutr Biochem Volume: 31 Pages: 67-76
  • DOI: 10.1016/j.jnutbio.2016.02.001.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Capric Acid Up-Regulates UCP3 Expression without PDK4 Induction in Mouse C2C12 Myotubes. (2016)
  • Author(s): Abe T, Hirasaka K, Kohno S, Tomida C, Haruna M, Uchida T, Ohno A, Oarada M, Teshima-Kondo S, Okumura Y, Choi I, Aoyama T, Terao J, Nikawa T.
  • Journal Title: J Nutr Sci Vitaminol Volume: 62 Pages: 32-39
  • DOI: 10.3177/jnsv.62.32.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Anti-obesity effects of enzymatically-digested alginate oligomer in mice model fed a high-fat-diet. (2016)
  • Author(s): Nakazono S, Cho K, Isaka S, Abu R, Yokose T, Murata M, Ueno M, Tachibana K, Hirasaka K, Kim D, Oda T.
  • Journal Title: Bioactive Carbohydrates and Dietary Fibre Volume: 7 Pages: 1-8
  • DOI: 10.1016/j.bcdf.2016.02.001
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] UCP3 is associated with Hax-1 in mitochondria in the presence of calcium ion. (2016)
  • Author(s): Hirasaka K, Mills EM, Haruna M, Bando A, Ikeda C, Abe T, Kohno S, Nowinski SM, Lago CU, Akagi K, Tochio H, Ohno A, Teshima-Kondo S, Okumura Y, Nikawa T.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun Volume: 472 Pages: 108-113
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.02.075.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Structural analysis of the TKB domain of ubiquitin ligase Cbl-b complexed with its small inhibitory peptide, Cblin. (2016)
  • Author(s): Ohno A, Ochi A, Maita N, Ueji T, Bando A, Nakao R, Hirasaka K, Abe T, Teshima-Kondo S, Nemoto H, Okumura Y, Higashibata A, Yano S, Tochio H, Nikawa T.
  • Journal Title: Arch Biochem Biophys Volume: 594 Pages: 1-7
  • DOI: 10.1016/j.abb.2016.02.014.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ユビキチンリガーゼを介した筋萎縮の分子メカニズムと機能性食品によるその予防法 (2016)
  • Author(s): 平坂勝也
  • Organizer: 第62回日本宇宙航空環境医学会大会 日本宇宙生物科学会第30回大会 合同大会
  • Place of Presentation: 愛知医科大学たちばなホール（愛知県長久手市）
  • Year and Date: 2016-10-13 – 2016-10-15
• [Presentation] 微小重力環境下における筋萎縮の分子メカニズムと栄養素によるその予防法 (2016)
  • Author(s): 平坂勝也
  • Organizer: 日本農芸化学会2016年度西日本支部大会
  • Place of Presentation: 長崎大学文教キャンパス 環境科学部・教養教育講義棟（長崎県長崎市）
  • Year and Date: 2016-09-15 – 2016-09-16
• [Presentation] ロコモティブ・メタボリックシンドローム予防のための栄養学的アプローチ (2016)
  • Author(s): 平坂勝也
  • Organizer: 第26回 体力・栄養・免疫学会大会
  • Place of Presentation: 長崎大学文教キャンパス文教スカイホール（長崎県長崎市）
  • Year and Date: 2016-08-27 – 2016-08-28
  • Invited
• [Presentation] Dietary flavonoids prevent ubiquitin ligases-mediated muscle wasting in tumor-bearing mice (2016)
  • Author(s): Katsuya Hirasaka, Takeshi Nikawa, Yao Wang, Takayuki Uchida, Reiko Nakao Shigeto Taniyama, Katsuyasu Tachibana
  • Organizer: 「Molecular Mechanisms Modulating Skeletal Muscle Development and Homeostasis in Health and Disease」conference
  • Place of Presentation: Asilomar Conference Grounds, Pacific Grove, CA, USA
  • Year and Date: 2016-06-06 – 2016-06-11
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 食事性イソフラボン摂取はカヘキシーによる筋萎縮を予防する (2016)
  • Author(s): 髙木麻理奈、平坂勝也、齋藤志伸、宮﨑里帆、谷山茂人、橘勝康、二川健
  • Organizer: 第70回日本栄養・食糧学会大会
  • Place of Presentation: 武庫川女子大学（兵庫県西宮市）
  • Year and Date: 2016-05-13 – 2016-05-15
• [Remarks] 長崎大学水産科学領域 研究室紹介
  • URL: http://www.fe.nagasaki-u.ac.jp/intro/index.html