| 研究課題/領域番号 |
19K11379
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分59010:リハビリテーション科学関連
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| 研究機関 | 関西福祉科学大学 |
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研究代表者 |
森 禎章 関西福祉科学大学, 保健医療学部, 名誉教授 (70268192)
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| 研究分担者 |
山路 純子 (田代純子) 関西福祉科学大学, 保健医療学部, 教授 (40340559)
廣島 玲子 関西福祉科学大学, 保健医療学部, 准教授 (40404777)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | ミオシン重鎖タイプI / CGRP / cAMP / PKA / CREB / Epac / C2C12細胞 / サルコペニア / ミオシン重鎖 / カルシトニン遺伝子関連ペプチド / インスリン様成長因子-1 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
加齢により発症する一次性サルコペニアでは、骨格筋収縮タンパクのうちミオシン重鎖タイプIIb線維が低下することが知られているが、その発症メカニズムは解明されておらず、治療法・予防法も確立されていない。したがって、サルコペニア予防を行うためには、タイプIIb線維を増加させるメカニズムを同定し、タイプIIb線維の減少を防ぐ方策を開発することが必要である。そこで、本研究では運動神経などの末梢神経終末から放出され、骨格筋細胞に受容体が発現しているカルシトニン遺伝子関連ペプチド（CGRP）に着目し、培養骨格筋細胞およびラットを用いてタイプIIb線維を増加させる方策を分子生物学的手法により検討する
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| 研究実績の概要 |
本研究では、骨格筋細胞に受容体が発現することが確認されているカルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)に着目し、CGRP刺激によって活性化されるcAMPを介し た細胞内シグナル伝達経路について検討を加えた。C2C12細胞を用いて、ミオシン重鎖タイプI(MyHC I)発現量の変化をリアルタイム定量PCR法により観察し、cAMPにより活性化するタンパクリン酸化酵素であるPKA(protein kinase A)、転写因子であるCREB(cAMP-responsive element binding protein)、cAMPにより直接活性化される交換タンパク質であるEpac(exchange protein directly activated by cAMP)の作用について検討した。この結果、アデニル酸シクラーゼ活性化剤の投与により細胞内cAMP産生量を増加させると、MyHC IのmRNA発現量は有意に増加する事、アデニル酸シクラーゼ活性化剤とPKA阻害剤を同時投与するとアデニル酸シクラーゼ活性化剤単独投与に比べMyHC I mRNA発現量が有意に抑制されることから、この過程の一部にはPKA活性化が関与している事が明らかとなった。 また、CREBのMyHC I mRNA発現量に対する影響を検討したところ、CREB阻害剤の投与によりMyHC I mRNA発現量は有意な変化を示さないため、CREBの活性化はMyHC I mRNA発現には関与していないものと思われた。また、交換タンパク質であるEpacを介する経路がMyHC I mRNA発現量の増加に関与しているかを検討した結果、Epac阻害剤の投与によりMyHC I mRNA発現量が有意に低下することが明らかとなった。したがって、骨格筋細胞におけるcAMPを介したMyHC I mRNAの発現には、PKAとEpacを介した細胞内シグナル伝達経路の両者が関与することが示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本研究の到達目標は、C2C12細胞においてカルシトニン遺伝子関連ペプチド(CGRP)やβ刺激剤投与等による細胞内cAMP産生量の増加が、どのような細胞内シグナル伝達経路を介してミオシン重鎖タイプI(MyHC I) mRNA発現量を増加させるかを検討することである。細胞内でのcAMP産生量増加により活性化されるPKA(protein kinase A)以外の細胞内シグナル伝達経路については、cAMPそのものがPKAを介さず直接転写因子であるCREB(cAMP-responsive element binding protein)を活性化する経路、cAMPにより直接活性化される交換タンパク質であるEpac(exchange protein directly activated by cAMP)の活性化を介する経路が想定され、これまでCREBについての検討を行い、CREBの活性化はMyHC I mRNA発現には直接関与しないことを明らかにした。本年度は昨年度に引き続きEpacの活性化を介する経路について検討を加え、Epacの活性化がMyHC I mRNA発現量増加に関与することを明らかにしたが、申請者の業務量増加により研究時間が減少したため、その下流のシグナル伝達経路については一部を検討するのみに留まった。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度の検討では、cAMPが直接活性化する交換タンパク質であるEpac(exchange protein directly activated by cAMP)の2つのサブタイプがミオシン重鎖タイプI(MyHC I) mRNA発現量増加に関与しているかを、下流のシグナル伝達経路を含めて検討する予定であった。昨年度には一方のサブタイプについて検討を加え、アデニル酸シクラーゼ活性化剤によりcAMP産生を増加させた状態で対応するEpac阻害剤を投与すると、cAMP産生量増加により上昇したMyHC I mRNA発現量が若干減少することを明らかにし、本年度にはもう一方のサブタイプについて検討を加え、対応するEpac阻害剤の投与によりMyHC I mRNA発現量が著明に低下することを明らかにしている。しかしながら、Epac活性化に伴う下流のシグナル伝達経路の詳細についての検討は、ある程度の結果は得ているものの不完全なものに留まった。したがって、次年度はEpacの活性化がどのような細胞内シグナル伝達経路を介してMyHC I mRNAの発現に関与しているかについての詳細を検討する。具体的には、Epacの下流標的分子の活性変化や、EpacとPKA(protein kinase A)活性化による細胞内シグナル伝達経路の相互作用について検討を加える予定である。
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