2015 Fiscal Year Research-status Report
ステロイド服用患者に対する骨格筋加温とストレッチを併用した新たな筋萎縮治療戦略
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26870691
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| Research Institution | Nihon Fukushi University |
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Principal Investigator |
土田 和可子 日本福祉大学, 健康科学部, 助教 (90610014)
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2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ステロイド / 筋萎縮 / ストレッチ / 熱刺激 / 骨格筋 / タンパク質合成 / タンパク質分解 / heat shock protein |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、張力刺激（メカニカルストレス）や熱などの物理的刺激に対する筋細胞応答に着目し、ストレッチまたは熱刺激がステロイド投与に伴う筋萎縮の進行過程に及ぼす影響とその作用機序の解明を行い、臨床応用に向けた科学的エビデンスを集積するとともに、ストレッチと熱刺激を組み合わせた治療介入が、タンパク質の合成能と分解能を相加的に改善することで、より効果的かつ効率的に筋萎縮の進行を抑制するのではないかといった仮説を、培養骨格筋細胞とステロイド筋症モデル動物を用いて検証することが目的である。
ストレッチ効果を検証した実験では、筋管細胞にストレッチを加えると、タンパク質合成に関わる情報伝達経路（Akt、S6K1、ERK1/2、p38MAPK）が活性化するが、そのストレッチによるS6K1、ERK1/2、p38MAPKの活性化はインテグリンβ1/β3阻害薬（echistatin）により抑制されるものの、Aktの活性化は影響を受けないことを明らかにした。熱刺激効果を検証した実験では、ステロイド投与により萎縮が誘導される筋管細胞にHsp72発現量の増加をもたらす熱刺激を加えると、その萎縮進行が抑制されるとともに、タンパク質分解に関わる情報伝達経路（atrogin-1、MuRF1など）の活性化が抑制されるだけでなく、タンパク質合成に関わる情報伝達経路（Akt、S6K1、GSK3β）の不活性化も抑制されることを明らかにした。
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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
本研究は、ストレッチまたは熱刺激がステロイド筋症の進行過程に及ぼす影響とその作用機序を解明するとともに、ストレッチと熱刺激を組み合わせた新しい治療介入が、より効果的かつ効率的に奏効するのではないかという仮説を検証することで、ステロイド筋症の治療や予防を目的とした新たな治療戦略の開発に向けた基礎的資料を提供する。
平成27年度においては、平成26年度に得られた結果を基礎資料として、ストレッチによる筋肥大のメカニズムならびに熱刺激による筋萎縮抑制のメカニズムをそれぞれ検討し、ストレッチによる筋肥大およびタンパク質合成に関わる情報伝達経路の活性化はインテグリンを介して誘導される可能性を明らかにした。さらに、熱刺激による筋萎縮抑制は、熱刺激がステロイド投与によって生じるタンパク質合成に関わる情報伝達経路の不活性化とタンパク質分解に関わる情報伝達経路の活性化の両方を抑制することで生じている可能性を示した。
以上の検証は、培養細胞実験に基づくものであるが、これらの研究成果はステロイド投与に伴う筋萎縮の治療や予防を目的とした新たな治療戦略の開発につながる基礎的資料を提供することができる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26、 27年度に行った培養骨格筋細胞（C2C12筋管細胞）を用いた実験では、ストレッチによる筋肥大効果や熱刺激によるステロイド投与に伴う筋萎縮抑制効果およびそれらの作用機序について検討した。
今後は、これまでの結果を基に、培養細胞を用いて追加実験を行い、ストレッチと熱刺激がステロイド投与に伴う筋萎縮を抑制する詳細な作用機序を検討するとともに、ストレッチと熱刺激を併用した治療介入が、タンパク質の合成能と分解能を相加的に改善できるかどうかを、組織病理学的、生化学的、分子生物学的指標を用いて検討していく予定である。また、培養細胞実験で得られた結果を基礎資料として、ステロイド筋症モデル動物を用いて、ストレッチ、熱刺激、またはそれらの併用による治療介入を行い、その効果検証を進めていく予定である。
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