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2016 Fiscal Year Annual Research Report

運動による骨格筋肥大適応を決定づける分子機構の解明と新規介入法開発への応用

Research Project

Project/Area Number 26702028
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

小笠原 理紀  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10634602)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
Keywordsラパマイシン感受性 / Akt / PRAS40 / p70S6K / 4E-BP1
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、運動による骨格筋肥大を決定づける分子機構の解明を目的として、特に運動による筋タンパク質合成の増加に注目して研究を進めている。昨年度までに従来のrapamycin-sensitiveなmechanistic target of rapamycin (mTOR) シグナル経路だけでなく、rapamycin-insensitiveなmTOR経路も運動による筋タンパク質合成の増加に貢献していることがわかった。そこで、本年度は筋タンパク質合成に関与するrapamycin-insensitiveなmTORシグナル経路の解析を進めた。まず、mTORC2の下流にあり、rapamycinの投与の有無によらず運動によって増加するc-myc(リボソームの生合成などに関わる)の発現ベクターを作成し、C2C12細胞に導入することで筋タンパク質合成が増加するか否か検討した。その結果、c-mycのタンパク質発現量はベクターの導入によって2倍程度増加したが、筋タンパク質合成に有意な変化は見られなかった。今後は動物個体の骨格筋においてc-mycを過剰発現させ、機能解析を進める予定である。一方、rapamycin-insensitiveなmTOR経路について解析を進めたところ、c-mycとは別にAkt/PRAS40/4E-BP1シグナルが運動によってrapamycin-insensitiveなmTORを介して活性化されていることがわかった。AktはmTORC2の下流であり、4E-BP1はmTORC1の下流であることから、運動はmTORC2を介してrapamycin-insensitiveなmTORC1を活性化することで筋タンパク質合成を増加させている可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

昨年度の所属変更により一時的に実験が遅れたが、順調にセットアップが進み、実験を進めることができた。特に運動による筋タンパク質合成の増加に関わるrapamycin-insensitiveなmTOR経路の候補として、mTORC2/Akt/PRAS40/4E-BP1を新たにピックアップできたことは非常に大きな収穫であった。

Strategy for Future Research Activity

運動による筋肥大の分子機構について、特にrapamycin-insensitiveなmTORC2/Akt/PRAS40/4E-BP1シグナルについて解析を進めるとともに、rapamycin-insensitiveに筋タンパク質合成を増加させる生理的刺激の探索を行う。

Causes of Carryover

大量購入によって試薬などを安価に購入できたため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

遺伝子導入に実験に必要な試薬の購入に使用予定。

  • Research Products

    (11 results)

All 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Wisconsin-Madison(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      University of Wisconsin-Madison
  • [Journal Article] Combined effects of resistance training and calorie restriction on mitochondrial fusion and fission proteins in rat skeletal muscle2016

    • Author(s)
      Kitaoka Y, Nakazato K, Ogasawara R
    • Journal Title

      Journal of Applied Physiology

      Volume: 121 Pages: 806-8010

    • DOI

      10.1152/japplphysiol.00465.2016

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] The role of mTOR signalling in the regulation of skeletal muscle mass in a rodent model of resistance exercise2016

    • Author(s)
      Ogasawara R, Fujita S, Hornberger TA, Kitaoka Y, Makanae Y, Nakazato K, Ishii N
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 6 Pages: 31142

    • DOI

      10.1038/srep31142

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] レジスタンス運動による筋タンパク質合成増加におけるmTORの役割2017

    • Author(s)
      杉之原武史, 小笠原理紀
    • Organizer
      第21回日本体力医学会東海地方会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2017-03-19 – 2017-03-19
  • [Presentation] 筋収縮様式の変化がレジスタンストレーニング適応時の筋タンパク質合成に及ぼす影響2016

    • Author(s)
      小笠原理紀, 對馬大介, 礒野友里絵, 杉野原武史, 丸山湧己, 中里浩一
    • Organizer
      第71回日本体力医学会大会
    • Place of Presentation
      盛岡
    • Year and Date
      2016-09-23 – 2016-09-25
  • [Presentation] 運動によるラパマイシン感受性mTOR活性化と骨格筋適応2016

    • Author(s)
      小笠原理紀
    • Organizer
      第33回筋肉の会
    • Place of Presentation
      盛岡
    • Year and Date
      2016-09-23 – 2016-09-23
    • Invited
  • [Presentation] mTORのATP拮抗阻害剤はラパマイシンとは異なり筋収縮による筋タンパク質合成の増加を完全に抑制する2016

    • Author(s)
      小笠原理紀
    • Organizer
      第2回日本筋学会学術集会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2016-08-05 – 2016-08-06
  • [Presentation] 骨格筋量調節におけるリボソーム生合成の役割2016

    • Author(s)
      小笠原理紀
    • Organizer
      第24回日本運動生理学会大会
    • Place of Presentation
      熊本
    • Year and Date
      2016-07-23 – 2016-07-24
    • Invited
  • [Presentation] 食事制限がレジスタンストレーニングによる骨格筋量とミトコンドリア関連タンパク質の変化に及ぼす影響2016

    • Author(s)
      小笠原理紀, 北岡祐, 中里浩一
    • Organizer
      第70回日本栄養・食糧学会大会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      2016-05-13 – 2016-05-15
  • [Remarks] 研究者データベースシステム

    • URL

      http://researcher.nitech.ac.jp/html/100000423_ja.html

  • [Remarks] 小笠原理紀研究室

    • URL

      http://muscle.web.nitech.ac.jp/

URL: 

Published: 2018-01-16   Modified: 2022-02-16  

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