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運動不足による筋肉のインスリン抵抗性の分子機構

研究課題

研究課題/領域番号 15500449
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 スポーツ科学
研究機関徳島大学

研究代表者

二川 健  徳島大学, 大学院・ヘルスバイオサイエンス研究部, 助教授 (20263824)

研究分担者 岸 恭一  徳島大学, 大学院・ヘルスバイオサイエンス研究部, 教授 (80035435)
中屋 豊  徳島大学, 大学院・ヘルスバイオサイエンス研究部, 教授 (50136222)
安井 夏生  徳島大学, 大学院・ヘルスバイオサイエンス研究部, 教授 (00157984)
西良 浩一  徳島大学, 大学院・ヘルスバイオサイエンス研究部, 講師 (10304528)
研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2004年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2003年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
キーワードCbl-b / 運動不足 / ユビキチンリガーゼ / 宇宙フライト / 尾部懸垂 / インスリン抵抗性 / 筋萎縮 / ユビチキンリガーゼ / インスリン / インスリン様増殖因子 / Unloading
研究概要

運動トレーニングを長期間休止したり、寝たきりの人の筋肉は萎縮する。これは、運動不足や寝たきりなどの機械的ストレスの減少を筋細胞自身が感知し、増殖因子に対する筋細胞の感受性を低下させているためと考えられる。申請者らは、旧宇宙開発事業団との「無重力による筋萎縮のメカニズム」に関する共同研究で、無重力により萎縮したラット骨格筋ではCbl-b(Casitas B-lineage lymphoma-b>と呼ばれるユビキチン連結酵素が著明に活性化していることを見出した。Cbl-bは増殖因子の細胞内情報伝達物質をユビキチン化し、プロテアソームによる分解を亢進する酵素である。それゆえ、筋肉の低活動状態(運動不足)により発現の増大した筋肉内のCbl-bが、筋細胞の増殖因子(特にインスリン)に対する抵抗性を誘導していることが強く示唆された。本研究で、以下の所見を明らかにした。1)Cbl-bの骨格筋での基質の一つはIRS-1であった。2)Cbl-bを強発現した筋芽細胞はインスリンやインスリン様増殖因子(IGF-1)による増殖刺激に反応しなかった。3)Cbl-b遺伝子欠損マウスの骨格筋は尾部懸垂による筋萎縮を引き起こしにくいだけでなく、筋力の低下も見られなかった。4)宇宙フライトラットの腓腹筋ではミトコンドリア遺伝子の発現異常と酸化ストレスの増大が見られた。5)Cbl-bの上流には中等度の酸化ストレスに対する応答領域があった。運動療法が糖尿病患者のインスリン抵抗性を改善することは良く知られている。これらの所見は、筋肉のインスリン抵抗性の発症機序を明らかにし、運動療法の効果を分子レベルで証明した。本研究は、宇宙生物学の成果をスポーツ科学に応用させた非常に独創的なものである。今後は、Cbl-bの活性を制御できる物質の開発を進め、新規の糖尿病治療薬の開発を目指したい。また、Cbl-bの発現を制御する転写因子を同定し、筋肉のメカノセンサーのメカニズムも明らかにしたい。

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (14件) 図書 (1件) 文献書誌 (7件)

  • [雑誌論文] Clinorotation prevents differentiation of rat myoblastic cells in association with reduced NF-κB-Signaling.2005

    • 著者名/発表者名
      Hirasaka K. et al.
    • 雑誌名

      Biochim.Biophys.Acta 1743(1-2)

      ページ: 130-140

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Moderate hypergravity does not affect protein-ubiquitination and proliferation of rat L6 myoblastic cells.2005

    • 著者名/発表者名
      Hirasaka K.et al.
    • 雑誌名

      Biol.Sci.Space (in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Osteoactivin up-regulates expression of MMPs-3 and 9 in fibroblasts infiltrated into denervated skeletal muscle in mice.2005

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

      Am.J.Physiol. (in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Skeletal muscle gene expression in healthy volunteers with a 20-day-bed-rest.2005

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

      Muscle & Nerve (in press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Clinorotation prevents differentiation of rat myoblastic cells in association with reduced NF-κB-Signaling.2005

    • 著者名/発表者名
      Hirasaka K.et al.
    • 雑誌名

      Biochim.Biophys.Acta 1743(1-2)

      ページ: 130-140

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Relationship between cathepsin B and thrombin in rheumatoid arthritis.2004

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

      J.Rheumatol. 31(7)

      ページ: 1265-1273

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Skeletal muscle gene expression in space-flown rats.2004

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

      FASEB J. 18(3)

      ページ: 522-524

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Relationship between cathepsin B and thrombin in rheumatoid arthritis.2004

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

      J.Rheumatol. 31(7)

      ページ: 1265-1273

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Skeletal muscle gene expression in space-flown rats.2004

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

      FASEB J. 18(3)

      ページ: 522-524

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Physical stress by magnetic force accelerates differentiation of humman osteoblasts.2003

    • 著者名/発表者名
      Yuge L.et al.
    • 雑誌名

      Biochem.Biophys.Res.Commun. 311(1)

      ページ: 32-38

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dietary supplementation with docosahexaenoic acid, but not with eicosapentaenoic acid, reduces host resistance to fungal infection in mice.2003

    • 著者名/発表者名
      Oarada M. et al.
    • 雑誌名

      Biochim.Biophys.Acta 1622(3)

      ページ: 151-160

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Isolation and characterization of a novel gene sfig in rat skeletal muscle up-regulated by spaceflight (STS-90).2003

    • 著者名/発表者名
      Kano M.et al.
    • 雑誌名

      J.Med.Invest. 50(1-2)

      ページ: 39-47

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Physical stress by magnetic force accelerates differentiation of human osteoblasts.2003

    • 著者名/発表者名
      Yuge L.et al.
    • 雑誌名

      Biochem.Biophys.Res.Commun. 311(1)

      ページ: 32-38

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Dietary supplementation with docosahexaenoic acid, but not with eicosapentaenoic acid, reduces host resistance to fungal infection in mice.2003

    • 著者名/発表者名
      Oarada M
    • 雑誌名

      Biochim.Biophys.Acta 1622(3)

      ページ: 151-160

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2004 研究成果報告書概要
  • [図書] 管理栄養士養成シリーズ「解剖生理学」2004

    • 著者名/発表者名
      二川 健
    • 総ページ数
      245
    • 出版者
      化学同人
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書 2004 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nikawa T.et al.: "Skeletal muscle gene expression in space-flown rats"FASEB J.. 18(5). 522-524 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Yuge L.et al.: "Physical stress by magnetic force accelerates differentiation of human osteoblasts"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 311(1). 32-38 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Oarada M.et al.: "Dietary supplementaion with docosahexaenoic acid, but not with eicosapentaenoic acid, reduces host resistance to fungal infection in mice"Biochim.Biophys.Acta. 1622(3). 151-160 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kano M.et al.: "Isolation and characterization of a novel gene Sfig in rat skeletal muscle up-regulated by spaceflight (STS-90)"J.Med. Invest.. 50(1-2). 39-47 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshida N.et al.: "Electrical stimulation prevents deterioration of the oxidative capacity of disuse-atrophied muscles in rats"Aviat.Space Environ.Med.. 74(3). 207-211 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Sakamaki T.et al.: "The pathogenesis of slippage and deformity in pediatric lumbar spine. A radiographic and histological study using a new rat in vivo model"Spine. 28. 645-651 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 二川 健: "解剖生理学:筋系"化学同人(印刷中). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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