運動による骨格筋毛細血管ネットワーク再構築におけるマイクロRNAの役割

• 研究課題/領域番号: 16H03239
• 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: スポーツ科学
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 秋本 崇之 早稲田大学, スポーツ科学学術院, 教授 (00323460)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円); 2018年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2017年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2016年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
• キーワード: 骨格筋 / メカニカルストレス / 可塑性 / 血管新生 / マイオカイン / 適応 / マイクロRNA / 代謝 / ミトコンドリア / 筋可塑性 / エクソソーム / 骨格筋可塑性 / ノンコーディングRNA / 筋線維タイプ / 毛細血管ネットワーク / 組織間相互作用

研究成果の概要

本研究では，マイクロRNA(miRNA)のプロセシングに必須の酵素であるDicerを欠損させることで，ほぼ全てのmiRNAを欠損するマウスと，特定のmiRNAを欠損するマウスを対象に，運動による骨格筋毛細血管ネットワーク再構築におけるmiRNAの役割についての解析を行った．
まず，薬剤誘導性にDicerを欠損させたマウスは，5週間以内に死亡したため，生命の維持においてmiRNAが重要な役割を果たしていることが示唆された．
一方，miR-23クラスターを欠損するマウスでは，運動による血管新生は正常であったため，血管新生におけるmiR-23クラスターmiRNAの役割は限定的であることが示唆された．

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究によってマイクロRNAが生命維持に必須であることが示唆された．このため，マイクロRNAの機能を解析することは学術的にも社会的にも意義があると考えられる．

研究成果

• [国際共同研究] Korea University(韓国)
• [国際共同研究] University of Pensilvania(米国)
• [国際共同研究] Deakin University(Australia)
• [国際共同研究] University of Kentucky(米国)
• [国際共同研究] University of Padova(Italy)
• [雑誌論文] An inducible knockout of Dicer in adult mice does not affect endurance exercise-induced muscle adaptation. (2019)
  • 著者名/発表者名: S. Oikawa, M. Lee, N. Motohashi, S. Maeda, T. Akimoto.
  • 雑誌名: Am J Physiol Cell Physiol 巻: 316(2)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Loss of microRNA-23-27-24 clusters in skeletal muscle is not influential in skeletal muscle development and exercise-induced muscle adaptation. (2019)
  • 著者名/発表者名: M. Lee*, S. Wada*, S. Oikawa, K. Suzuki, T. Ushida, T. Akimoto.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 9(1) ページ: 1092-1092
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Role of endothelial microRNA-23 clusters in angiogenesis in vivo. (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Oikawa, S. Wada, M. Lee, S. Maeda, T. Akimoto.
  • 雑誌名: Am J Physiol Heart Circ Physiol 巻: 315(4)
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Effect of acute mid-intensity treadmill exercise on the androgen hormone level and uncoupling protein-1 expression in brown fat tissue of mouse. (2018)
  • 著者名/発表者名: N. Kim, J. Kim, C.S. Yoo, K. Lim, T. Akimoto, J.H. Park.
  • 雑誌名: J Exerc Nutr Biochem 巻: 22(1) ページ: 15-22
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Effect of endothelial microRNAs on blood pressure homeostasis. (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Oikawa, S. Maeda, T. Akimoto.
  • 雑誌名: J Phys Fit Sports Med 巻: 7(1) ページ: 41-45
  • NAID: 130006315805
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Heat stress modulates both anabolic and catabolic signaling pathways preventing dexamethasone-induced muscle atrophy in vitro. (2017)
  • 著者名/発表者名: W. Tsuchida, M. Iwata, T. Akimoto, S. Matsuo, Y. Asai, S. Suzuki.
  • 雑誌名: J Cell Physiol 巻: 232 ページ: 650-664
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] MicroRNA expression profiling in skeletal muscle reveals different regulatory patterns in high and low responders to resistance training: a pilot study. (2016)
  • 著者名/発表者名: R. Ogasawara, T. Akimoto, T. Umeno, S. Sawada, T. Hamaoka, S. Fujita.
  • 雑誌名: Physiol Genomics 巻: 48 ページ: 320-324
  • 査読あり
• [雑誌論文] MRF4 negatively regulates adult skeletal muscle growth by repressing MEF2 activity. (2016)
  • 著者名/発表者名: I. Moretti*, S. Ciciliot*, K. A. Dyar, R. Abraham, M. Murgia, L. Agatea, T. Akimoto, S. Bicciato, M. Forcato, P. Pierre, N. H. Uhlenhaut, P.W. J. Rigby, J. Carvajal, B. Blaauw, E. Calabria, S. Schiaffino.
  • 雑誌名: Nat Commun 巻: 7 ページ: 12397-12397
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] マイクロRNAと骨格筋の適応機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 李ミンジョン, 秋本崇之
  • 雑誌名: 体育の科学 巻: 66 ページ: 345-350
• [学会発表] 骨格筋可塑性におけるマイクロRNAの機能. (2019)
  • 著者名/発表者名: 秋本崇之
  • 学会等名: 第60回広島整形外科先端医学セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] メカニカルストレスによる骨格筋可塑性制御. (2018)
  • 著者名/発表者名: 秋本崇之
  • 学会等名: コロイド先端技術講座2018
  • 招待講演
• [学会発表] MicroRNAs in skeletal muscle adaptation and function. (2018)
  • 著者名/発表者名: T. Akimoto
  • 学会等名: 17th Meeting of International Research Group of Biochemistry of Exercise
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] in vivoバイオイメージングによる強縮刺激時の乳酸蓄積動態観察. (2018)
  • 著者名/発表者名: 田中嘉法，秋本崇之，狩野豊.
  • 学会等名: 第71回日本体力医学会学術総会
• [学会発表] 運動誘発性血管新生におけるマイクロRNA-23クラスターの役割. (2018)
  • 著者名/発表者名: 及川哲志, 和田正吾, 李ミンジョン, 前田清司, 秋本崇之.
  • 学会等名: 第71回日本体力医学会学術総会
• [学会発表] メカニカルストレスによるEgrファミリー遺伝子発現の応答. (2018)
  • 著者名/発表者名: 相澤勝治, 秋本崇之, 目崎登.
  • 学会等名: 第71回日本体力医学会学術総会
• [学会発表] Role of microRNAs in endurance exercise-induced skeletal muscle adaptation. (2018)
  • 著者名/発表者名: S. Oikawa, M. Lee, S. Maeda, T. Akimoto.
  • 学会等名: European Muscle Conference
  • 国際学会
• [学会発表] 翻訳動態特異的な共発現遺伝子ネットワーク解析. (2018)
  • 著者名/発表者名: 佐古博皓，鈴木克彦, 秋本崇之.
  • 学会等名: 第4回日本筋学会大会
• [学会発表] 共発現遺伝子ネットワーク解析による遺伝子の機能予測とその解析. (2017)
  • 著者名/発表者名: 佐古博皓, 秋本崇之，鈴木克彦.
  • 学会等名: 日本筋学会
• [学会発表] 共発現遺伝子ネットワーク解析による遺伝子の機能予測とその解析. (2017)
  • 著者名/発表者名: 佐古博皓, 秋本崇之，鈴木克彦.
  • 学会等名: 日本体力医学会
• [学会発表] メカニカルストレスに対する骨格筋局所のアンドロゲン産生の調節機序. (2017)
  • 著者名/発表者名: 相澤勝治,目崎登, 秋本崇之.
  • 学会等名: 日本体力医学会
• [備考] 早稲田大学筋生物学研究室
  • URL: https://www.waseda.jp/sem-muscle/ja/top/index.html
• [備考] 早稲田大学 筋生物学研究室
  • URL: http://www.waseda.jp/sem-muscle/index.html