Role of Piezo channels in mechanosesing of skeletal muscle cells -Improvement of skeletal muscle function by stimulation of Piezo channels-
| Project/Area Number |
18H03160
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59020:Sports sciences-related
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| Research Institution | Toyohashi Sozo University |
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Principal Investigator |
後藤 勝正 (山下勝正) 豊橋創造大学, 保健医療学部, 教授 (70239961)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 喜郎 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(新分野創成センター、アストロバイオロジーセンター、生命創成探究, 生命創成探究センター, 助教 (40348503)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
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| Keywords | 骨格筋 / 機械的刺激 / チャネル / Ca2+ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
健康長寿を目指して運動が推奨されている。特に、運動器である骨格筋の機能の維持向上が重要な課題である。しかし、加齢に伴う骨格筋量と機能の低下（サルコペニア）に対する適切な運動処方は確立しておらず、早急に解決が望まれている。サルコペニアは、日常生活活動に大きな変化がなくとも発症し、骨格筋機能と量は低下することが知られている。したがって、運動刺激に対する感受性が低下することが、加齢に伴う骨格筋機能や量の低下を引き起こすことを強く示唆する。一方、骨格筋は機械的刺激に応答して適応を示すものの、骨格筋が機械的刺激を受容する仕組みは未だに明らかにされていない。そこで本研究では、骨格筋細胞における機械的刺激受容チャネルとしてのピエゾチャネルに着目し、運動刺激に対する骨格筋の適応における機械的刺激受容機構を解明し、ピエゾチャネル活性化による運動効果獲得増強法およびサルコペニア予防と改善策を確立ための知的基盤を形成することを目的としている。本研究は4年計画で実施され、2019年度はその2年目に当たる。2019年度は、実験動物（マウス）から単離した筋衛星細胞を用いて、機械的刺激（ストレッチ）ならびに作用機序（作用部位）の異なる2種類のピエゾチャネルアゴニストによるピエゾチャネル修飾に対する筋細胞の応答を検討した。その結果、機械的刺激により細胞内Ca2+濃度の増加が確認され、アゴニストの作用機序の違いによらず細胞内Ca2+濃度増加は促進した。一方で、アゴニストの作用機序の違いにより筋管形成作用は異なり、筋管の直径あるいは長さをそれぞれ増大させる効果を持つことをが確認された。したがって、ピエゾチャネルの刺激部位により作動する細胞内シグナルが異なることが示唆された。
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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
マウスから単離した初代培養細胞（筋衛星細胞）を用いたピエゾチャネルチャネル機能解析は、当初計画の通り順調に進んでいる。現在、チャネル活性化剤の種類ならびに濃度および作用時間の違いによる適応変化の追究も開始しており、おおむね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
培養細胞を用いた機能解析を進め、骨格筋細胞における機械的刺激受容機構としてのピエゾチャネルチャネルの役割を解明する。さらに、骨格筋組織レベルの機能解析を行うための準備を進める計画である。
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Report
(2 results)
Research Products
(50 results)
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[Journal Article] Impact of different temperature stimuli on the expression of myosin heavy chain isoforms during recovery from bupivacaine-induced muscle injury in rats2019
Author(s)
Shibaguchi, T., Hoshi, M., Yoshihara, T., Naito, H., Goto, K., Yoshioka, T., Sugiura, T.
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Journal Title
Journal of Applied Physiology
Volume: 127
Pages: 178-189
DOI
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Peer Reviewed
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[Journal Article] Effect of a combination of astaxanthin supplementation, heat stress, and intermittent reloading on satellite cells during disuse muscle atrophy2018
Author(s)
Toshinori Yoshihara, Takao Sugiura, Nobuyuki Miyaji, Yuki Yamamoto, Tsubasa Shibaguchi, Ryo Kakigi, Hisashi Naito, Katsumasa Goto, Daijiro Ohmori, Toshitada Yoshioka
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Journal Title
Journal of Zhejiang University-SCIENCE B.
Volume: N/A
Pages: 844-852
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] A physiological role of inter-organ network between gastrointestine and skeletal muscle on the regulation of skeletal muscle volume2019
Author(s)
Goto, K., Aoshima, M., Suzuki, T., Kanda, Y., Inagaki, R., Akiyama, K., Yokoyama, S.
Organizer
Experimental Biology 2019 (EB2019)
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[Presentation] Some aspects of mechanosensitive ion channels in myogenesis2019
Author(s)
Ortuste Quiroga, H.P., Yamashita, Y., Hagiwara, A., Yokoyama, S., Suzuki, Y., Tominaga, M., Goto, K.
Organizer
第74回日本体力医学会大会
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[Presentation] Functional properties of a novel mechanosensitive Ca2+-permeable channel in mouse muscle satellite cells2019
Author(s)
Ortuste Quiroga, H.P., Yamashita, T., Hagiwara, A., Yokoyama, S., Suzuki, Y., Tominaga, M., Goto, K.
Organizer
Frontiers in Myogenesis, Skeletal Muscle: Development, Regeneration and Disease
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[Presentation] HSP70-specific nuclear transporter Hikeshi in myogenic differentiation2019
Author(s)
Yamashita, T., Ortuste Quiroga, H.P., Hagiwara, A., Yokoyama, S., Ohno, Y., Sugiura, T., Ohira, Y., Yoshioka, T., Goto, K.
Organizer
Frontiers in Myogenesis, Skeletal Muscle: Development, Regeneration and Disease
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[Presentation] A possible of gastric inhibitory polypeptide in the regulation of skeletal muscle mass2019
Author(s)
Goto, K., Aoshima, M., Hagiwara, A., Yamashita, T., Ortuste Quiroga, H.P., Yokoyama, S.
Organizer
第97回日本生理学会大会
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[Presentation] A physiological role of gastric inhibitory polypeptide receptor in myogenic differentiation of C2C12 myoblasts2018
Author(s)
Goto, K., Aoshima, M., Suzuki, T., Kanda, Y., Inagaki, R., Akiyama, K., Yokoyama, S.
Organizer
2018 FASEB SRC (Federation of American Societies for Experimental Biology, Science Research Conferences) “Skeletal Muscle Satellite Cells and Regeneration”
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[Presentation] Knockdown of HOIL-1L suppresses proliferation and differentiation of C2C12 myoblasts2018
Author(s)
Nakamura, K., Fujimoto, R., Huascar Pedro Ortuste Quiroga1, Yamashita, T , Ito, R., Yokoyama, S., Ohno, Y., Sugiura, T., Ohira, Y., Yoshioka, T. Goto, K.
Organizer
The 34th Annual Meeting of the American Society for Gravitational and Space Research (ASGSR)
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[Presentation] Possible role of heat shock transcription factor 4 in differentiation of skeletal muscle cells2018
Author(s)
Fujimoto, R., Nakamura, K., Yamashita, T., Huascar Pedro Ortuste Quiroga1, Ito, R., Yokoyama, S., Ohno, Y., Ohashi, K., Sugiura, T., Ohira, Y., Yoshioka, T. Goto, K.
Organizer
The 34th Annual Meeting of the American Society for Gravitational and Space Research (ASGSR)
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