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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Molecular mechanisms of exercise-induced muscle hypertrophy

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翻訳 / 翻訳開始 / 翻訳伸長 / シグナル伝達
Outline of Annual Research Achievements

本年度もmTORの機能の一部を阻害するラパマイシンに非感受性なmTORの骨格筋における機能について解析を進めた。また、レジスタンス運動の頻度、セット数、筋収縮様式といった変数による筋タンパク質代謝への影響についても検討した。本年度の主要な成果は以下の通りである。
筋収縮によってeEF2のリン酸化レベルが低下し、翻訳の伸長を促していると考えられている。ラパマイシンは筋収縮によるeEF2への効果を変化させなかったが、AZD8055(mTORの全機能を阻害)は筋収縮によるeEF2のリン酸化レベルの低下を抑制した。したがって、ラパマイシン非感受性mTORは翻訳の伸張段階の調節に関与する可能性がある。従来、運動による筋タンパク質合成(MPS)の増加はラパマイシンに感受性のあるmTORの機能によって調節されていると考えられてきたため、ラパマイシンに感受性のないmTORの骨格筋タンパク質代謝調節における知見は限られていた。本研究の結果は、ラパマイシン非感受性mTORがMPSに関わること、その理由として翻訳の開始段階だけでなく伸張段階における調節にも関与しているからであることを示唆している。これらは新規の骨格筋調節メカニズムとして今後の介入ターゲットとなる可能性がある。
レジスタンス運動の変数とMPS増加・筋肥大効果に関しては、①運動効果は筋収縮様式の違いではなく力積(発揮張力×時間)の影響をうける。②力積の増加に伴い運動効果は高まるものの、次第に頭打ちになる。③レジスタンス運動の実施間隔を短くする(実施頻度を多くする)とトレーニング効果が得られにくくなる。ことが分かった。現時点で詳細な分子メカニズムについては不明な点が多いものの、最適な運動処方理論の確立に向けて重要な知見が得られた。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (15 results)

All 2018 2017 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Influence of past injurious exercise on fiber type-specific acute anabolic response to resistance exercise in skeletal muscle2018

    • Author(s)
      Ryo Takagi, Riki Ogasawara, Junya Takegaki, Arata Tsutaki, Koichi Nakazato, Naokata Ishii
    • Journal Title

      Journal of Applied Physiology

      Volume: 124 Pages: 16-22

    • DOI

      10.1152/japplphysiol.00480.2017

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effects of contraction mode and stimulation frequency on electrical stimulation-induced skeletal muscle hypertrophy2018

    • Author(s)
      Yuki Ashida, Koichi Himori, Daisuke Tatebayashi, Ryotaro Yamada, Riki Ogasawara, Takashi Yamada
    • Journal Title

      Journal of Applied Physiology

      Volume: 124 Pages: 341-348

    • DOI

      10.1152/japplphysiol.00708.2017

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Rapamycin-insensitive mTOR regulates basal and resistance exercise-induced muscle protein synthesis2018

    • Author(s)
      Riki Ogasawara, Takeshi Suginihara
    • Journal Title

      FASEB Journal

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Relationship between exercise volume and muscle protein synthesis in a rat model of resistance exercise2017

    • Author(s)
      Riki Ogasawara, Yuki Arihara, Junya Takegaki, Koichi Nakazato, Naokata Ishii
    • Journal Title

      Journal of Applied Physiology

      Volume: 123 Pages: 710-716

    • DOI

      10.1152/japplphysiol.01009.2016

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Repeated bouts of resistance exercise with short recovery periods activates mTOR signaling, but not protein synthesis, in mouse skeletal muscle2017

    • Author(s)
      Junya Takegaki, Riki Ogasawara, Yuki Tamura, Ryo Takagi, Yuki Arihara, Arata Tsutaki, Koichi Nakazato, Naokata Ishii
    • Journal Title

      Physiological Reports

      Volume: 5 Pages: e13515~e13515

    • DOI

      10.14814/phy2.13515

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] The role of rapamycin-insensitive mTOR signaling in the regulation of muscle protein synthesis in a rat model of resistance exercise2017

    • Author(s)
      Riki Ogasawara, Takeshi Suginihara
    • Organizer
      Experimental Biology 2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Resistance training with short interval does not induce skeletal muscle hypertrophy in rats2017

    • Author(s)
      Junya Takegaki, Takaya Kotani, Riki Ogasawara, Arata Tsutaki, Koichi Nakazato, Naokata Ishii
    • Organizer
      Experimental Biology 2017
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Visualizing spaciotemporal and quantitative dynamics of ATP levels in mouse2017

    • Author(s)
      Ishihara Y, Ohtsuki G, Miwa H, Aoki H, Tsuchida H, Ogasawara R, Sakamoto K, Yanagita M, Imamura H, Yamamoto M
    • Organizer
      Cell Symposia
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] High frequency resistance training does not cause skeletal muscle hypertrophy due to activation of proteolytic systems in rat skeletal muscle2017

    • Author(s)
      Takegaki J, Ogasawara R, Tsutaki A, Nakazato K, Ishii N
    • Organizer
      Cell Symposia
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 骨格筋培養細胞におけるc-myc過剰発現が筋タンパク質合成に及ぼす影響2017

    • Author(s)
      杉野原武史, 東田一彦, 小笠原理紀
    • Organizer
      第72回日本体力医学会大会
  • [Presentation] レジスタンス運動によって活性化されるラパマイシン非感受性mTORシグナルの解析2017

    • Author(s)
      小笠原理紀, 杉野原武史, 池田千咲, 大矢知恵梨, 松井俊憲, 松波京
    • Organizer
      第72回日本体力医学会大会
  • [Presentation] セッション間の回復時間の違いが レジスタンス運動後の筋タンパク質分解系に与える影響2017

    • Author(s)
      竹垣淳也,小谷鷹哉,小笠原理紀,蔦木新,中里浩一,石井直方
    • Organizer
      第72回日本体力医学会大会
  • [Presentation] セッション間の回復時間の違いが同強度・同回数のレジスタンス運動の効果に与える影響2017

    • Author(s)
      竹垣淳也,小笠原理紀,小谷鷹哉,蔦木新,中里浩一,石井直方
    • Organizer
      第25回日本運動生理学会大会
  • [Presentation] 収縮様式および刺激頻度の違いが神経-筋電気刺激トレーニングによる筋肥大効果に及ぼす影響2017

    • Author(s)
      芦田雪, 檜森弘一, 館林大介, 山田遼太郎, 小笠原理紀, 山田崇史
    • Organizer
      第72回日本体力医学会大会
  • [Remarks] 小笠原理紀研究室ホームページ

    • URL

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

URL: 

Published: 2018-12-17  

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