筋収縮機能を回復するミトコンドリア・リハビリテーション学

• 研究課題/領域番号: 15H04960
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 整形外科学
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 二川 健 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学系), 教授 (20263824)
• 研究分担者: 曽我部 正博 名古屋大学, 医学系研究科, 特任教授 (10093428) ; 鈴木 穣 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (40323646) ; 宮本 賢一 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学系), 教授 (70174208)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 16,900千円 (直接経費: 13,000千円、間接経費: 3,900千円); 2017年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2016年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2015年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
• キーワード: 筋萎縮 / ミトコンドリア / 酸化ストレス / 抗酸化栄養素 / ユビキチンリガーゼCbl-b / 転写因子Egr / 筋拘縮 / 分子リハビリテーション / 遅筋の速筋化 / Egr / アコニターゼ / 国際宇宙ステーション / メカノセンシング / ミトコンドリア酵素 / オルガネラ相関 / Mitofusin-2 / メカノセンサー / カルシウムシグナリング

研究成果の概要

「寝たきり」は、高齢者のQOLを低下させるだけで無く、介護者への過大な負担、社会保障費の急激な増大をもたらしている。この寝たきりの原因は、筋肉の萎縮・拘縮である。我々は、JAXA（宇宙航空研究開発機構）と共同で、筋肉の萎縮・拘縮を防ぐには、メカノセンサーであるミトコンドリアの機能回復が必須である。昨年度に引き続き、本研究では、無重力や寝たきりなどUnloadingによる筋萎縮や筋拘縮のメカニズムを解明し、ミトコンドリアの機能回復を可能とする機能性食材の摂取と併用する新規リハビリテーション法の有効性を実証した。

研究成果

• [国際共同研究] フランス国立科学研究センター(フランス)
• [国際共同研究] テキサス大学、オースチン校/NASA(米国)
• [国際共同研究] Yonsei大学(韓国)
• [雑誌論文] VEGF pathway-targeting drugs induce evasive adaptation by activation of neuropilin-1/cMet in colon cancer cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Tomida Chisato、Yamagishi Naoko、Nagano Hikaru、Uchida Takayuki、Ohno Ayako、Hirasaka Katsuya、Nikawa Takeshi、Teshima-Kondo Shigetada
  • 雑誌名: International Journal of Oncology 巻: 52 ページ: 1350-1362
  • DOI: 10.3892/ijo.2018.4291
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Distinct Gene Expression Profile Distinguishes Increased Metabolic Activity in Spontaneously Hyperactive Rats While Sedentary from That Induced by Exercise (2018)
  • 著者名/発表者名: Abe Manami、Matsuo Yuki、Harada-Sukeno Akiko、Uchida Takayuki、Kitahata Kanako、Tomida Chisato、Hirasaka Katsuya、Teshima-Kondo Shigetada、Harada Nagakatsu、Nakaya Yutaka、Sakaue Hiroshi、Nakao Reiko、Nikawa Takeshi
  • 雑誌名: Advances in Biological Chemistry 巻: 08 号: 01 ページ: 1-14
  • DOI: 10.4236/abc.2018.81001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reactive oxygen species up-regulate expression of muscle atrophy-associated ubiquitin ligase Cbl-b in rat L6 skeletal muscle cells. (2018)
  • 著者名/発表者名: Uchida T, Sakashita Y, Kitahata K, Yamashita Y, Tomida C, Kimori Y, Komatsu A, Hirasaka K, Ohno A, Nakao R, Higashitani A, Higashibata A, Ishioka N, Shimazu T, Kobayashi T, Okumura Y, Choi I, Oarada M, Mills EM, Teshima-Kondo S, Takeda S, Tanaka E, Tanaka K, Sokabe M, Nikawa T.
  • 雑誌名: Am J Physiol Cell Physiol 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Co-Administration of Myostatin-Targeting siRNA and ActRIIB-Fc Fusion Protein Increases Masseter Muscle Mass and Fiber Size (2017)
  • 著者名/発表者名: BAYARSAIKHAN Od、KAWAI Nobuhiko、MORI Hiroyo、KINOUCHI Nao、NIKAWA Takeshi、TANAKA Eiji
  • 雑誌名: Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｖｉｔａｍｉｎｏｌｏｇｙ 巻: 63 号: 4 ページ: 244-248
  • DOI: 10.3177/jnsv.63.244
  • NAID: 130007314434
  • ISSN: 0301-4800, 1881-7742
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Update on recent progress in vitamin D research. Vitamin D and muscle tissues (2017)
  • 著者名/発表者名: Kaneko I, Miyamoto KI, Nikawa T
  • 雑誌名: Clin Calcium 巻: 27 ページ: 1571-1578
• [雑誌論文] Regorafenib induces adaptive resistance of colorectal cancer cells via inhibition of vascular endothelial growth factor receptor (2017)
  • 著者名/発表者名: Tomida Chisato、Nagano Hikaru、Yamagishi Naoko、Uchida Takayuki、Ohno Ayako、Hirasaka Katsuya、Nikawa Takeshi、Teshima-Kondo Shigetada
  • 雑誌名: The Journal of Medical Investigation 巻: 64 号: 3.4 ページ: 262-265
  • DOI: 10.2152/jmi.64.262
  • NAID: 130006105177
  • ISSN: 1343-1420, 1349-6867
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Antiangiogenic agent sunitinib induces epithelial to mesenchymal transition and accelerates motility of colorectal cancer cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Chisato Tomida, Naoko Yamagishi, Hikaru Nagano, Takayuki Uchida, Ayako Ohno, Katsuya Hirasaka, Takeshi Nikawa, Shigetada Teshima-Kondo
  • 雑誌名: The Journal of Medical Investigation 巻: 64 号: 3.4 ページ: 250-254
  • DOI: 10.2152/jmi.64.250
  • NAID: 130006105181
  • ISSN: 1343-1420, 1349-6867
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Nutritional counseling regulates interdialytic weight gain and blood pressure in outpatients receiving maintenance hemodialysis (2017)
  • 著者名/発表者名: Sakai A, Hamada H, Hara K, Mori K, Uchida T, Mizuguchi T, Minaguchi J, Shima K, Kawashima S, Hamada Y, Nikawa T*.
  • 雑誌名: J Med Invest 巻: 64 ページ: 129-135
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Development and performance evaluation of a three-dimensional clinostat synchronized heavy-ion irradiation system (2017)
  • 著者名/発表者名: Ikeda H, Hidema J and Takahashi A et al.
  • 雑誌名: Life Sci Space Res 巻: 12 ページ: 51-60
  • DOI: 10.1016/j.lssr.2017.01.003
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Modulation of cutaneous extracellular collagen contraction by phosphorylation status of p130Cas (2017)
  • 著者名/発表者名: Takeya M, Okumura Y, Nikawa T*
  • 雑誌名: J Physiol Sci 巻: 印刷中
  • NAID: 40021302104
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metabolic Suppression by 3-Iodothyronamine Induced Muscle Cell Atrophy <i>via</i> Activation of FoxO–Proteasome Signaling and Downregulation of Akt1–S6K Signaling (2017)
  • 著者名/発表者名: Ju H, Kim T, Chung CM, Park J, Nikawa T, Park K, Choi I*
  • 雑誌名: Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ＆ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ 巻: 40 号: 5 ページ: 576-582
  • DOI: 10.1248/bpb.b16-00653
  • NAID: 130005631971
  • ISSN: 0918-6158, 1347-5215
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Distinct effects of dietary whey peptide and soy protein on denervation-mediated muscle atrophy. (2017)
  • 著者名/発表者名: Takagi M, Uchida T, Takatsu E, Kishimoto H, Ida K, Ishida Y, Ono-Ohmachi A, Morita Y, Kato K, Ochi A, Ohno-Maita A, Oarada M, Abe T, Teshima-Kondo S, Nakao R, Hirasaka K, Nikawa T*.
  • 雑誌名: J Nutr Food Sci 巻: 印刷中
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 8-Prenylnaringenin promotes recovery from immobilization-induced disuse muscle atrophy through activation of the Akt phosphorylation pathway in mice (2016)
  • 著者名/発表者名: Mukai R, Horikawa H, Lin PY, Tsukumo N, Nikawa T, Kawamura T, Nemoto H, Terao J*
  • 雑誌名: Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 巻: 311 号: 6 ページ: 1022-1031
  • DOI: 10.1152/ajpregu.00521.2015
  • NAID: 120006535072
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Dietary Supplementation with Isoflavones Prevents Muscle Wasting in Tumor-Bearing Mice (2016)
  • 著者名/発表者名: Hirasaka K*, Saito S, Yamaguchi S, Miyazaki R, Wang Y, Haruna M, Taniyama S, Higashitani A, Terao J, Nikawa T, Tachibana K
  • 雑誌名: Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｖｉｔａｍｉｎｏｌｏｇｙ 巻: 62 号: 3 ページ: 178-184
  • DOI: 10.3177/jnsv.62.178
  • NAID: 130005253104
  • ISSN: 0301-4800, 1881-7742
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Preventive effect of dietary quercetin on disuse muscle atrophy by targeting mitochondria in denervated mice (2016)
  • 著者名/発表者名: Mukai R, Matsui N, Fujikura Y, Matsumoto N, Hou DX, Kanzaki N, Shibata H, Horikawa M, Iwasa K, Hirasaka K, Nikawa T, Terao J
  • 雑誌名: J Nutr Biochem 巻: 31 ページ: 67-76
  • DOI: 10.1016/j.jnutbio.2016.02.001
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Capric Acid Up-Regulates UCP3 Expression without PDK4 Induction in Mouse C2C12 Myotubes (2016)
  • 著者名/発表者名: Abe T, Hirasaka K, Kohno S, Tomida C, Haruna M, Uchida T, Ohno A, Oarada M, Teshima-Kondo S, Okumura Y, Choi I, Aoyama T, Terao J, Nikawa T*.
  • 雑誌名: Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｖｉｔａｍｉｎｏｌｏｇｙ 巻: 62 号: 1 ページ: 32-39
  • DOI: 10.3177/jnsv.62.32
  • NAID: 130005148603
  • ISSN: 0301-4800, 1881-7742
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] UCP3 is associated with Hax-1 in mitochondria in the presence of calcium ion (2016)
  • 著者名/発表者名: Hirasaka K, Mills EM, Haruna M, Bando A, Ikeda C, Abe T, Kohno S, Nowinski SM, Lago CU, Akagi K, Tochio H, Ohno A, Teshima-Kondo S, Okumura Y, Nikawa T
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 472 号: 1 ページ: 108-113
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.02.075
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structural analysis of the TKB domain of ubiquitin ligase Cbl-b complexed with its small inhibitory peptide, Cblin (2016)
  • 著者名/発表者名: Ohno A, Ochi A, Maita N, Ueji T, Bando A, Nakao R, Hirasaka K, Abe T, Teshima-Kondo S, Nemoto H, Okumura Y, Higashibata A, Yano S, Tochio H, Nikawa T
  • 雑誌名: Arch Biochem Biophys 巻: 594 ページ: 1-7
  • DOI: 10.1016/j.abb.2016.02.014
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Atypical expression of circadian clock genes in denervated mouse skeletal muscle. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nakao R, Yamamoto S, Horikawa K, Yasumoto Y, Nikawa T, Mukai C, Oishi K
  • 雑誌名: Chronobiology International 巻: 32 号: 4 ページ: 486-96
  • DOI: 10.3109/07420528.2014.1003350
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Refeeding with glucose rather than fructose elicits greater hepatic inflammatory gene expression in mice (2015)
  • 著者名/発表者名: Oarada M, et al.
  • 雑誌名: Nutrition 巻: 31 号: 5 ページ: 757-65
  • DOI: 10.1016/j.nut.2014.11.014
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Celastrol overcomes HSP72 gene silencing-mediated muscle atrophy and induces myofiber preservation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Gwag T, Park K, Park J, Lee JH, Nikawa T, Choi I.
  • 雑誌名: J Physiol Pharmacol. 巻: 66 ページ: 273-283
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Flavones Inhibit LPS-Induced Atrogin-1/MAFbx Expression in Mouse C2C12 Skeletal Myotubes (2015)
  • 著者名/発表者名: Shiota C, Abe T, Kawai N, Ohno A, Teshima-Kondo S, Mori H, Terao J, Tanaka E, Nikawa T
  • 雑誌名: J Nutr Sci Vitaminol (Tokyo) 巻: 61 号: 2 ページ: 188-194
  • DOI: 10.3177/jnsv.61.188
  • NAID: 130005074121
  • 査読あり
• [雑誌論文] The malignant progression effects of regorafenib in human colon cancer cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomida C, Aibara K, Yamagishi N, Yano C, Nagano H, Abe T, Ohno A, Hirasaka K, Nikawa T, Teshima-Kondo S
  • 雑誌名: The Journal of Medical Investigation 巻: 62 号: 3.4 ページ: 195-198
  • DOI: 10.2152/jmi.62.195
  • NAID: 130005099146
  • ISSN: 1343-1420, 1349-6867
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Mitochondrial uncoupling links lipid catabolism to Akt inhibition and resistance to tumorigenesis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nowinski SM, Solmonson A, Rundhaug JE, Rho O, Cho J, Lago CU, Riley CL, Lee S, Kohno S, Dao CK, Nikawa T, Bratton SB, Wright CW, Fischer SM, DiGiovanni J, Mills EM.
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 6 号: 1 ページ: 8137-8137
  • DOI: 10.1038/ncomms9137
  • NAID: 120006999408
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Effects of dietary soy protein on skeletal muscle volume and strength in humans with various physical activities (2015)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto R, Sakai A, Murayama M, Ochi A, Abe T, Hirasaka K, Ohno A, Teshima-Kondo S, Yanagawa H, Yasui N, Inatsugi M, Doi D, Takeda M, Mukai R, Terao J, Nikawa T
  • 雑誌名: The Journal of Medical Investigation 巻: 62 号: 3.4 ページ: 177-183
  • DOI: 10.2152/jmi.62.177
  • NAID: 130005099151
  • ISSN: 1343-1420, 1349-6867
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Molecular mechanism and nutritional approach for unloading-mediated muscle atrophy (2018)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Nikawa, Takayuki Uchida, Ayako Miata (Ohno), Reiko Nakao
  • 学会等名: 2018 International Conference on Functional Food for improving Sarcopenia, Cachexia and Frailty
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Unloading induces reactive oxygen species associated signal transduction toward atrophy in skeletal muscle cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Nikawa
  • 学会等名: 3rd Internation Symposium on Mechanobiology
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 無重力ストレスに対する初期応答酵素（アコニターゼ）の筋萎縮における役割 (2017)
  • 著者名/発表者名: 二川健
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会第40回日本分子生物学会年会、第90回日本生化学会大会
• [学会発表] Molecular mechanism of microgravity-induced muscle atrophy (2017)
  • 著者名/発表者名: 二川健
  • 学会等名: 第65回国際歯科研究学会日本部会総会・学術大会
  • 招待講演
• [学会発表] Unloading induces reactive oxygen species associated signal transduction toward atrophy in skeletal muscle cells (2017)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Nikawa
  • 学会等名: 14th Japan-Korea Joint Seminar on Space Environment Utilization Research
  • 国際学会
• [学会発表] 無重力ストレスによる筋萎縮における酸化ストレスの重要性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 内田貴之、真板綾子、中尾玲子、小林剛、東谷篤志、石原直忠、武田伸一、曽我部正博、二川健
  • 学会等名: 日本筋学会第3回学術集会
• [学会発表] 無重力による酸化ストレス産生を介した筋細胞内シグナル・トランスダクション (2017)
  • 著者名/発表者名: 内田貴之、木森有希、二宮みゆき、坂下禎宏、安倍知紀、真板綾子、中尾玲子、平坂勝也、東谷篤志、小林剛、曽我部正博、武田伸一、二川健
  • 学会等名: 第71回日本栄養・食糧学会大会
• [学会発表] 筋蛋白質代謝改善のための栄養学的アプローチ (2016)
  • 著者名/発表者名: 二川健
  • 学会等名: 第2回日本筋学会学術集会
  • 発表場所: 国立精神・神経医療研究センター（東京都・小平市）
  • 年月日: 2016-08-05
  • 招待講演
• [学会発表] Effects of dietary soy protein on skeletal muscle volume and strength in humans with various physical activities (2016)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Nikawa, Rie Hashimoto, Katsuya Hirasaka, Chiaki Yano, Kana Aibara, Ayako Ohno(maita), Kazuhito Akama
  • 学会等名: Molecular Mechanisms Modulating Skeletal Muscle Development and Homeostasis in Health and Disease
  • 発表場所: Pacific Grove（アメリカ）
  • 年月日: 2016-06-07
  • 国際学会
• [学会発表] 寝たきりや無重力による筋萎縮のメカニズム解明とその栄養学的治療法の開発 (2016)
  • 著者名/発表者名: 二川健
  • 学会等名: 第70回日本栄養・食糧学会大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2016-05-13
  • 招待講演
• [学会発表] 廃用性筋萎縮改善ペプチド (2016)
  • 著者名/発表者名: 二川健、赤間一仁
  • 学会等名: 日本農芸化学会2016年度大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2016-03-27
  • 招待講演
• [学会発表] Unloadingストレスによる筋細胞内シグナル・トランスダクション (2016)
  • 著者名/発表者名: 二川健
  • 学会等名: 第34回日本骨代謝学会学術集会／第3回アジア太平洋骨代謝学会議
  • 発表場所: 大阪国際会議場（大阪府・大阪市）
  • 招待講演
• [学会発表] Microgravity-induced signal transduction in skeletal muscle cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Takeshi Nikawa
  • 学会等名: The 27th International Conference on Magnetic Resonance in Biological Systems
  • 発表場所: 北海道大学（北海道・札幌市）
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 筋萎縮を予防・治療できる新規機能性食材の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 二川健
  • 学会等名: 第7回「栄養とエイジング」国際会議プログラム
  • 発表場所: 東京大学弥生講堂（東京都・文京区）
  • 年月日: 2015-09-29
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Novel nutritional approarches against skeletal muscle atrophy: From proteolysis to oxdative stress (2015)
  • 著者名/発表者名: 二川健
  • 学会等名: International Symposium on Dietary Antioxidants and Oxidative Stress in Health
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場（兵庫県・淡路市）
  • 年月日: 2015-08-30
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ビタミンDと筋肉 (2015)
  • 著者名/発表者名: 二川健
  • 学会等名: 第1回Neo Vitamin D Workshop学術集会
  • 発表場所: 大津プリンスホテル（滋賀県・大津市）
  • 年月日: 2015-08-28
  • 招待講演
• [学会発表] 廃用性筋萎縮の分子メカニズムとその栄養学的治療法の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 二川健
  • 学会等名: 日本食品科学工学会第62回大会
  • 発表場所: 京都大学（京都府・京都市）
  • 年月日: 2015-08-27
  • 招待講演
• [学会発表] Unloading-mediated signal transduction in skeletal muscle cells (2015)
  • 著者名/発表者名: 二川健
  • 学会等名: 12th Meeting of Bone Biology Forum
  • 発表場所: クロス・ウェーブ幕張（千葉県・千葉市）
  • 年月日: 2015-08-21
  • 招待講演
• [学会発表] 筋萎縮の分子メカニズムとその栄養学的治療法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 二川健
  • 学会等名: 日本アミノ酸学会 第６回夏のシンポジウム
  • 発表場所: 阿波観光ホテル（徳島県・徳島市）
  • 年月日: 2015-07-18
  • 招待講演
• [図書] Clinical Calcium, 筋肉研究の最前線 (2017)
  • 著者名/発表者名: 岸本ひかる、内田貴之、北畑香菜子、二川健
  • 総ページ数: 144
  • 出版者: 医薬ジャーナル社
• [図書] Clinical Calcium, 運動・スポーツと骨・関節 (2017)
  • 著者名/発表者名: 坂下禎宏、内田貴之、二川健
  • 総ページ数: 172
  • 出版者: 医薬ジャーナル社
• [図書] 三訂 基礎栄養学 (2015)
  • 著者名/発表者名: 塚原典子、二川健、近藤茂忠、松田早苗、山本孝史、薗田勝、安倍知紀
  • 総ページ数: 205
  • 出版者: 建帛社