2015 Fiscal Year Research-status Report
サルコペニア治療への挑戦－骨格筋虚血/再潅流障害の病態とオルガネラが果たす役割－
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26462238
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
辻井 雅也 三重大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (40444442)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長谷川 正裕 三重大学, 医学部附属病院, 講師 (40308664)
須藤 啓広 三重大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (60196904)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | サルコペニア / 肥満 / 酸化ストレス障害 / 慢性炎症 / 抗酸化治療 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
要介護の原因に運動器疾患が関与することは明白で、新たな予防戦略への期待は高い。しかしサルコペニアの病態は現在も不明で、予防策や治療の確立には至っていない。本疾患は骨粗鬆症との合併も多く、栄養不足や加齢との関連も考えられるが、それらでは説明できない例も多く、複雑な病態メカニズムが考えられており、近年では多くの内科疾患の基礎となるメタボリックシンドローム、特に肥満とサルコペニアの相互に関連して病態が進行するという概念（sarcobesity）が注目されている。肥満は皮下、内臓周囲での過剰な脂肪蓄積をだけでなく、それ以外の本来脂肪が蓄積しない組織への異所性脂肪沈着が、様々な病態と関連するため一つの疾患と考えられている。実際に骨格筋への異所性脂肪沈着も筋の活動性低下だけでなく、インスリン抵抗性の増大を引き起こすことで糖代謝異常の原因となる。また肥満ではASOなどの末梢血管疾患を合併する例も少なくなく、局所の血流不全が肥満に関連した筋萎縮の可能性を疑った。
また我々は遊離筋肉移植やコンパートメント症候群、また挫滅症候群といった骨格筋の血流障害に由来する局所や全身性疾患に関する基礎研究に従事してきた。なかでも本邦で2001年より臨床応用されているフリーラジカル除去剤（edaravone）を用いた抗酸化治療や炎症性サイトカインの調節因子であるNF-κBに対する核酸治療が骨格筋の虚血/再潅流障害を抑制することを示してきた。
肥満においても我々はこれらの知見を活かし、メタボリックシンドロームの代表である肥満モデルでの骨格筋萎縮とそれにおける酸化ストレス障害の関与を確認すること、また肥満に合併することが多いASOなどの血流低下状態での筋再生能とその際の細胞内小器官の役割を評価すること、さらに骨格筋酸化ストレス障害に対する抗フリーラジカル治療の可能性を検討することが本研究の目的である。
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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
昨年と本年度の予定の実験は概ね終了しており、以下にその概略を述べる。また結果の一部は平成27年度の学術集会で報告しており、今後も報告の予定である。
（実験1）肥満モデルの骨格筋の検討：レプチン遺伝子欠損による肥満モデル（C57BL/6- ob/ob, 10週齢）とコントロール（CTL）を購入し、腓腹筋を評価した。Ob/obの体重はCTLより有意に高かったが、一方で腓腹筋湿重量は96.7mgでCTLの166.3mgより有意に低かった。組織学的にはob/obの筋線維では丸い形態のものが多く、形態学的評価ではob/obでは48.6%とCTLの19.2%より有意に高かった。また骨格筋内の酸化ストレスをTBARS法でMDAを評価し、ob/obで有意に高値であった。
（実験2）肥満での血流低下時の骨格筋再生の検討：虚血は歯科矯正用輪ゴムで駆血を行う予定であったが、ob/obマウスの大腿部の肥大が強く、皮膚障害を認めたために、大腿動脈を結紮切離にて後肢の血流低下状態を作成し、術後1,2,4週で評価した。血流は大腿動脈切離で有意に低下し、2週まで徐々に改善したが、正常より低値を示した。またCTLとob/obで血流低下に差はなく、4週で筋再生を認めた。しかし組織学的にob/obではMyoD発現の低下が免疫組織学的検討とWestern blottingで示された。
（実験3）In vitroでの酸化ストレス障害に対するedaravoneの効果：マウス筋芽細胞（C2C12）を用いて実験を行った。酸化ストレス障害は過去の報告を参考に250µM のH2O2を4時間曝露することで与えた。MTS assayにてH2O2曝露により生存率は11.3%まで有意に低下したが、edaravone 100µM投与にて18.8%まで有意な抑制効果が示された。また同様にH2O2曝露によるTNF-α発現増大も有意に抑制できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
In vivo研究において、10週齢のob/obでは後肢骨格筋の血流障害はなく、血流低下後の経過はCTLと同様の経過であった。しかし組織学的な形態変化と酸化ストレスマーカーの有意な増大が示され、ob/obでは骨格筋が慢性炎症に曝されていることが示された。さらに血流低下には筋再生が不良であることが明らかとなった。これらから肥満ではASOなどの末梢血管障害の合併は多く、血流低下時の筋再生不良が肥満に関連したサルコペニアの一因である可能性が考えられた。またin vitro研究において骨格筋に対する酸化ストレス障害では抗フリーラジカル治療が筋肉減少の新たな予防策となりうることが示された。今後、肥満における筋再生能の低下が、抗酸化治療を行うことで抑制される可能性をin vivoにて行う予定である。また骨格筋に対する酸化ストレス障害のメカニズムを明らかとすべく、in vitroにて酸化ストレス障害における細胞内小器官の関与を検討しており、ミトコンドリア活性や小胞体ストレス、オートファジーについて各種マーカーを用いて実験する予定である。
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[Presentation] 母指MP関節側副靱帯損傷の関節鏡所見2015
Author(s)
辻井 雅也, 國分 直樹, 横山 弘和, 中西 巧也, 飯田 竜, 須藤 啓広
Organizer
第88回日本整形外科学会学術集会
Place of Presentation
神戸ポートピアホテル（兵庫県神戸市）
Year and Date
2015-05-21 – 2015-05-24
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