運動によって活性化する遅筋化促進因子を介した骨格筋特有の好気的代謝制御機構の解明
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22K11513
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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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 | Kindai University |
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Principal Investigator |
本多 賢彦 近畿大学, 医学部, 助教 (10455545)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 骨格筋 / 遅筋 / 好気的代謝 / トランスジェニックマウス / ノックアウトマウス / 持久力 |
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| Outline of Research at the Start |
骨格筋で筋線維タイプ制御機構を解明することは、代謝調節機構解明の足掛かりとなり得る。両者が高い相関を持って制御されているためである。例えば習慣的な運動は、骨格筋の収縮スピードを遅くする（遅筋化）一方で、脂質消費量や糖取り込み量を増加させる。骨格筋代謝の全身への影響は大きく、運動による遅筋化は個体レベルでは体重減少に寄与する可能性がある。そこで本研究では、遅筋化促進因子であるVgll2の遺伝子欠損マウスと過剰発現マウスを用いて、運動負荷に対する体重や筋機能への影響を解析する。さらに、初代培養筋細胞に運動刺激を模倣する化合物を作用させてVgll2を活性化するシグナルを明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度実施した、通常飼育下の各遺伝子型マウス（Vgll2欠損（KO）、筋特異的Vgll2過剰発現（ｍTg）、および野生型（WT）対照）についてのトランスクリプトーム解析により、Vgll2が骨格筋の好気的代謝調節に関与することが示唆されたため、本年度は、Vgll2発現量とミトコンドリア機能との相関性についての解析に着手した。その結果、ミトコンドリアDNA含量、および酸化的リン酸化複合体構成因子のタンパク質レベルは、Vgll2の発現量と正の相関を示した。加えて、mTgおよびWTマウスより筋線維を単離し、細胞外フラックスアナライザーを用いて呼吸能を評価したところ、mTg由来筋線維の最大呼吸量は、ＷＴのそれと比較して有意に上昇していた。以上により、Vgll2が骨格筋の酸化的代謝能力の向上に寄与することが明らかになった。一方で、4週間の持久トレーニングを各遺伝子型マウスに行わせたところ、期間中のトレーニングによる体重増加の抑制効果はｍTgで最大化された。このメカニズムを探索するために、昨年度から継続して行っているトレーニング群マウスのトランスクリプトーム解析を、ｍTgについても行った。しかしながら、KO、WT、mTgのいずれの遺伝子型においても、恒常的な好気的代謝関連遺伝子の発現上昇は認められなかった（対通常飼育群）。そこで、単回の持久運動に対する急性的な応答に着目し解析を行ったところ、Vgll2タンパク質の増加が認められた。さらに、単回持久運動後のmTgマウスでは脂質利用を促進する遺伝子群の発現上昇が認められた。一方で、ミオシン重鎖遺伝子の発現には変化が認められず、Vgll2による代謝関連遺伝子の発現制御が、線維タイプ制御とは独立して行われていることが示唆された。加えて、これらの運動に対する急性応答の効果が蓄積が、トレーニング時の体重増加抑制につながることも示唆された。
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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
本年度の解析により、Vgll2の筋代謝調節因子としての機能が明らかとなった。加えて、持久トレーニングに際して生じる全身性の代謝適応に対して、Vgll2が寄与することも明らかとなり、そのメカニズムについても一定の示唆も得ることができた。これらの知見は、Vgll2が遅筋化の促進と好気的代謝の促進を橋渡しする分子であるという、当初の仮説を支持するもので、成果発表への道筋が見えてきたと考えている。以上の理由により判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
論文執筆などを通じて研究成果の公表を急ぐ。
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Report
(2 results)
Research Products
(9 results)
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[Journal Article] Biallelic truncating variants in<i>VGLL2</i>cause syngnathia in humans2023
Author(s)
Agostini Valeria、Tessier Aude、Djaziri Nabila、Khonsari Roman Hossein、Galliani Eva、Kurihara Yukiko、Honda Masahiko、Kurihara Hiroki、Hidaka Kyoko、Tuncbilek Gokhan、Picard Arnaud、Konas Ersoy、Amiel Jeanne、Gordon Christopher T
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Journal Title
Journal of Medical Genetics
Volume: 60
Issue: 11
Pages: 1084-1091
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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