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熱ストレス負荷が骨格筋萎縮を抑制するメカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 11J11122
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 スポーツ科学
研究機関順天堂大学

研究代表者

吉原 利典  順天堂大学, スポーツ健康科学部, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
2013年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2012年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
2011年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワード温熱負荷 / 廃用性筋萎縮 / 機械的人工換気モデル / 横隔膜 / 細胞内シグナル伝達 / アポトーシス系 / オートファジー系 / 温熱療法 / 筋萎縮 / タンパク質合成・分解
研究概要

本年度得られた新たな知見として、カスパーゼ非依存的なアポトーシス誘導因子であるEndoGの発現量は、12時間のMVにより有意に増加するが、複数回の熱ストレス負荷はその増加を有意に低下することを示した。一方で、AIF発現量は熱ストレス負荷によって低下する傾向が認められたものの、MVによる効果は認められなかった。加えて、MVによって増加した筋原線維分画のユビキチン化タンパク質発現量には、熱ストレス負荷による抑制効果は認められなかった。
さらに、本年度は新たに摘出筋を用いたEx vivoの実験を実施した。実験動物には14週齢のWistar系雄性ラットを用い、ペントバルビタールナトリウムを腹腔内に過剰投与することにより安楽死させた後、横隔膜を単離した。単離した横隔膜からストリップを作成し、以下の条件でインキュベートした ; 1) Krebs溶液(37℃)、2) Krebs溶液(37℃)+阻害剤(Akt, mTOR, Caspase-3, Calpain阻害剤)、3) Krebs溶液(42℃)、4) Krebs溶液(42℃)+阻害剤。インキュベーション終了後、筋ストリップの余分な水分を拭き取り液体窒素で凍結させ、その後ウェスタンブロット法による生化学的な分析を行った。その結果、オートファジー系の指標であるLC3IIタンパク質は熱ストレス負荷により53%程度低下したが、Akt阻害剤存在下では、その低下は34%程度に抑えられた(p<0.05)。また、Aktの下流のmTORの阻害剤存在下でも同様の傾向が認められた(p=0.080)。しかしながら、他の阻害剤の存在下では、熱ストレスによる細胞内シグナル伝達の変化には影響を与えなかった。これらことから、熱ストレス負荷による萎縮抑制効果にはAkt/FoxO-Autophagy系のクロストークが関与している可能性が示唆される。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

おおむね計画通りに研究を遂行することができ、本年度の研究目的としては十分に達成することができたため。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

報告書

(3件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2014 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (28件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Whey protein intake after resistance exercise activates mTOR signaling in a dose-denendent manner in human skeletal muscle.2014

    • 著者名/発表者名
      Kakigi R, et al.
    • 雑誌名

      European Journal of Applied Physiology

      巻: 114(4) ページ: 735-42

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] REPEATED HEAT TREATMENT ATTENUATES THE RAT DIAPHRAG MATIC CONTRACTILE DYSFUNCTION INDUCED BY MECHANICAL VENTILATION2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshihara T, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Gravitational Physiology

      巻: (印刷中)

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] Time is a key factor to increase SIRT1 expression by endurance training in the rat plantaris muscle.2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshihara T, et al.
    • 雑誌名

      Advances in exercise and sports physiology

      巻: 19(4) ページ: 109-109

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] Heat stress activates the Akt/mTOR signaling pathway in rat skeletal muscle.2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshihara T, et al.
    • 雑誌名

      Acta Physiologica

      巻: 207(2) 号: 2 ページ: 416-426

    • DOI

      10.1111/apha.12040

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heat stress-induced changes in skeletal muscle: Heat shock proteins and cell signaling transduction2012

    • 著者名/発表者名
      Naito H, et al.
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Fitness and Sports Medicine

      巻: 1 号: 1 ページ: 125-131

    • DOI

      10.7600/jpfsm.1.125

    • NAID

      10031158933

    • ISSN
      2186-8123, 2186-8131
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fiber-type specific expression of α-actinin isoforms in rat skeletal muscle2012

    • 著者名/発表者名
      Ichinoseki-Sekine N, et al
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun

      巻: 419(2) 号: 2 ページ: 401-4

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2012.02.034

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of ageing and endurance exercise training on alpha-actinin isoforms in rat plantaris muscle2011

    • 著者名/発表者名
      Ogura Y, et al
    • 雑誌名

      Acta Physiol

      巻: 202(4) 号: 4 ページ: 683-90

    • DOI

      10.1111/j.1748-1716.2011.02284.x

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 熱ストレスがラット骨格筋mTORシグナルとHSP発現に及ぼす影響2014

    • 著者名/発表者名
      柿木 亮
    • 学会等名
      第91回 日本生理学会大会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Changes in HDAC expressions in response to acute heat stress in rat skeletal muscle.2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshihara T
    • 学会等名
      13th Biennial Advances in Skeletal Muscle Biology in Health & Disease Conference
    • 発表場所
      フロリダ(アメリカ)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] The effects of voluntary running during the growing period on bone tissue in Type 2 diabetic rats.2014

    • 著者名/発表者名
      Takamine Y
    • 学会等名
      13th Biennial Advances in Skeletal Muscle Biology in Health & Disease Conference
    • 発表場所
      フロリダ(アメリカ)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 筋萎縮に対するAstaxanthin摂取の効果2013

    • 著者名/発表者名
      杉浦 崇夫
    • 学会等名
      第9回アスタキサンチン研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2013-09-20
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 複数回の熱ストレス負荷は機械的人工換気に誘発される横隔膜の収縮機能低下を軽減させる2013

    • 著者名/発表者名
      吉原利典
    • 学会等名
      第68回日本体力医学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 発育期における自発運動が2型糖尿病ラットの骨組織に与える影響2013

    • 著者名/発表者名
      高嶺由梨
    • 学会等名
      第68回日本体力医学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 最大下自転車運動によるヒト骨格筋Akt/mTORシグナル伝達の経時変化2013

    • 著者名/発表者名
      柿木亮
    • 学会等名
      第68回日本体力医学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 異なる強度および時間の持久的トレーニングがSIRT1シグナル伝達に及ぼす影響2013

    • 著者名/発表者名
      吉原利典
    • 学会等名
      第21回日本運動生理学会
    • 発表場所
      埼玉
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 刺激温度条件の違いが筋損傷後の再生過程の生化学的特性に及ぼす影響2013

    • 著者名/発表者名
      杉浦崇夫
    • 学会等名
      第21回日本運動生理学会
    • 発表場所
      埼玉
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Repeated Heat Treatment Attenuates the Rat Diaphragmatic Contractile Dysfunction Induced by Mechanical Ventilation.2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshihara T
    • 学会等名
      34th Annual Meeting International Gravitational Physiology
    • 発表場所
      愛知
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Effects of heat stress on diaphragmatic atrophy induced by 12 h mechanical ventilation in rat.2012

    • 著者名/発表者名
      Ichinoseki-Sekine N, et al.
    • 学会等名
      APS Intersociety Meeting
    • 発表場所
      Colorado, USA
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 熱ストレス負荷が機械的人工換気に誘発される横隔膜の萎縮に及ぼす影響2012

    • 著者名/発表者名
      吉原利典, ら
    • 学会等名
      第67回日本体力医学会大会
    • 発表場所
      岐阜
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 一過性の熱ストレス負荷がラット横隔膜萎縮筋へ及ぼす形態的・機能的影響2012

    • 著者名/発表者名
      関根紀子, ら
    • 学会等名
      第67回日本体力医学会大会
    • 発表場所
      岐阜
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 筋損傷後の再生過程における温熱刺激がミオスタチン、フォリスタチン発現に及ぼす影響2012

    • 著者名/発表者名
      杉浦崇夫, ら
    • 学会等名
      第67回日本体力医学会大会
    • 発表場所
      岐阜
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Expression of〈alpha>-actinin-3 protein of hybrid I/IIa fibers in rat skeletal muscle.2012

    • 著者名/発表者名
      Ichinoseki-Sekine N, et al.
    • 学会等名
      15th International Biochemistry of Exercise Conference
    • 発表場所
      Stockholm, Sweden
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Whey protein ingestion after exercise decreases LC3-II expression in human muscle2012

    • 著者名/発表者名
      Kakigi, R, et al.
    • 学会等名
      15th International Biochemistry of Exercise Conference
    • 発表場所
      Stockholm, Sweden
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Signaling Responses In Unloaded Rat Soleus Muscle To Combination Of Heat Stress And Intermittent Reloading2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshihara, T, et al.
    • 学会等名
      The American College of Sports Medicine 59th Annual Meeting
    • 発表場所
      Sanfrancisco, USA
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] The effects of walking and blood flow restriction on mTOR signaling in young men2012

    • 著者名/発表者名
      Ozaki, H, et al.
    • 学会等名
      The American College of Sports Medicine 59th Annual Meeting
    • 発表場所
      Sanfrancisco, USA
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Effects of Combination of Heat Stress and Intermittent Weight-bearing on Disuse Muscle Atrophy and Intracellular Signal in Unloaded Rat Soleus Muscle2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshihara, T, et al.
    • 学会等名
      The 20th International Congress on Sports Sciences for Students
    • 発表場所
      Budapest, Hungary
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 温熱負荷がラット骨格筋のAkt/mTORシグナル伝達に与える影響2011

    • 著者名/発表者名
      吉原利典, ら
    • 学会等名
      第66回日本体力医学会大会
    • 発表場所
      山口
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 筋核アポトーシスからみた熱ストレス負荷、アスタキサンチン投与ならびにそれらの組み合わせによる筋萎縮抑制効果について2011

    • 著者名/発表者名
      杉浦崇夫, ら
    • 学会等名
      第66回日本体力医学会大会
    • 発表場所
      山口
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 尾部懸垂からの再負荷中における温熱処置はカルパイン自己分解を抑制する2011

    • 著者名/発表者名
      吉原利典, ら
    • 学会等名
      第19回日本運動生理学会
    • 発表場所
      徳島
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 12時間の機械的人工換気がラット横隔膜におけるαアクチニン3タンパク質の筋線維特異的発現に及ぼす影響2011

    • 著者名/発表者名
      関根紀子, ら
    • 学会等名
      第19回日本運動生理学会
    • 発表場所
      徳島
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Changes of autophagic regulations in response to voluntary exercise training in rat cardiac muscle2011

    • 著者名/発表者名
      Yoshihara, T., et al
    • 学会等名
      16th annual congress of the ECSS
    • 発表場所
      リヴァプール
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Effects of 12-h mechanical ventilation on fibre-specific expression of alpha-actinin-3 protein in rat diaphragm2011

    • 著者名/発表者名
      Ichinoseki-Sekine N., et al
    • 学会等名
      16th annual congress of the ECSS
    • 発表場所
      リヴァプール
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Effects of heat stress on Akt/mTOR signaling in rat skeletal muscle2011

    • 著者名/発表者名
      Toshinori Yoshihara, et al
    • 学会等名
      The American College of Sports Medicine 58th Annual Meeting
    • 発表場所
      デンバー
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Heat stress-induced autophagic regulations in rat skeletal muscle2011

    • 著者名/発表者名
      T.Yoshihara, et al
    • 学会等名
      Experimental biology 2011
    • 発表場所
      ワシントンD.C.
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Fiber-specific expression of alpha-actinin-3 protein in rat diaphragm2011

    • 著者名/発表者名
      Ichinoseki-Sekine N., et al
    • 学会等名
      Experimental biology 2011
    • 発表場所
      ワシントンD.C.
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-12-12   更新日: 2024-03-26  

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