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海洋性カロテノイドの新規作用機序を介した筋萎縮予防効果の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K11792
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分59040:栄養学および健康科学関連
研究機関長崎大学

研究代表者

平坂 勝也  長崎大学, 海洋未来イノベーション機構, 准教授 (70432747)

研究分担者 二川 健  徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 教授 (20263824)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード海洋性カロテノイド / 筋萎縮 / ミトコンドリア / 酸化ストレス
研究開始時の研究の概要

本研究では、筋萎縮初期応答に着目し、これまでに知られていない海洋性カロテノイドの作用機序と筋萎縮予防効果について、研究期間内に以下のことを証明する。
(1)生体における海洋性カロテノイドの局在解析  a. ミトコンドリア分画法による海洋性カロテノイドの局在解析、b. 蛍光免疫染色によるミトコンドリア内での海洋性カロテノイドの局在解析
(2)海洋性カロテノイドの機能性解析  c. ミトコンドリア由来酸化ストレスに対する海洋性カロテノイドの作用、d. Z線構造崩壊に対する海洋性カロテノイドの作用
(3)筋萎縮モデルマウスを用いた海洋性カロテノイドの効果  e. 筋萎縮抑制効果の検討

研究成果の概要

カロテノイド類アスタキサンチン(AX)は抗酸化力を有することが明らかにされている。本研究では、骨格筋内ミトコンドリアにおけるAXの作用とミトコンドリア障害によって引き起こされる筋萎縮に対するAXの効果について検討した。AX食群では、筋萎縮モデルを施しても筋重量減少及び筋線維横断面積の減少が認められなかった。さらに、AX食群は尾部懸垂によって誘導されたミトコンドリア由来活性酸素種ROS産生を有意に阻害し、ミトコンドリアに集積しやすいことがわかった。以上の結果より、AXはミトコンドリア由来の酸化ストレスを軽減することにより、ミトコンドリア機能を保持することで筋萎縮予防に効果的である示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究において、海洋性カロテノイド類アスタキサンチンがミトコンドリアにおいて作用し、筋萎縮予防に効果的であるという科学的根拠を示すことができた。従って、アスタキサンチンを含む機能性食品を用いて高齢者のQOL向上に不可欠な運動能力の維持を図ることは、エクササイズやリハビリテーションに頼ることが困難な高齢者にとって極めて有用な方策となりうることが示唆された。。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 5件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (11件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Dietary Sodium Nitrite Causes Similar Modifications to Splenic Inflammatory Gene Expression as a High-Fat Diet2021

    • 著者名/発表者名
      OARADA Motoko、OKUMURA Yuushi、HIRASAKA Katsuya、SUGIURA Kosuke、TACHIBANA Nobuhiko、TSURUSAKI Yoshinori、NIKAWA Takeshi
    • 雑誌名

      Journal of Nutritional Science and Vitaminology

      巻: 67 号: 6 ページ: 404-416

    • DOI

      10.3177/jnsv.67.404

    • NAID

      130008138256

    • ISSN
      0301-4800, 1881-7742
    • 年月日
      2021-12-31
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Astaxanthin Prevents Atrophy in Slow Fiber Muscles by Inhibiting Mitochondrial Reactive Oxygen Species Via a Mitochondria-Mediated Apoptosis Pathwa2021

    • 著者名/発表者名
      Luchuanyang Sun, Nobuyuki Miyaji, Min Yang, Edward M Mills, Shigeto Taniyama, Takayuki Uchida, Takeshi Nikawa, Jifeng Li, Jie Shi, Katsuyasu Tachibana, Katsuya Hirasaka
    • 雑誌名

      Nutrients

      巻: 13 号: 2 ページ: 379-379

    • DOI

      10.3390/nu13020379

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Morin attenuates dexamethasone-mediated oxidative stress and atrophy in mouse C2C12 skeletal myotubes2021

    • 著者名/発表者名
      Ulla Anayt、Uchida Takayuki、Miki Yukari、Sugiura Kosuke、Higashitani Atsushi、Kobayashi Takeshi、Ohno Ayako、Nakao Reiko、Hirasaka Katsuya、Sakakibara Iori、Nikawa Takeshi
    • 雑誌名

      Archives of Biochemistry and Biophysics

      巻: 704 ページ: 108873-108873

    • DOI

      10.1016/j.abb.2021.108873

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] MuRF1 Deficiency Prevents Age‐Related Fat Weight Gain, Possibly Through Accumulation of PDK4 in Skeletal Muscle Mitochondria in Older Mice2021

    • 著者名/発表者名
      Sugiura Kosuke、Hirasaka Katsuya、Maeda Tasuku、Uchida Takayuki、Kishimoto Koji、Oarada Motoko、Labeit Siegfried、Ulla Anayt、Sakakibara Iori、Nakao Reiko、Sairyo Koichi、Nikawa Takeshi
    • 雑誌名

      Journal of Orthopaedic Research

      巻: - 号: 5 ページ: 1026-1038

    • DOI

      10.1002/jor.25131

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Safety Evaluation and Physiological Function of Dietary Balenine Derived From Opah Lampris guttatus on Skeletal Muscle of Mice2021

    • 著者名/発表者名
      Yang Min、Sun Luchuanyang、Jiang Tong、Kawabata Yasunosuke、Murayama Fumihito、Maegawa Takahiro、Taniyama Shigeto、Tachibana Katsuyasu、Hirasaka Katsuya
    • 雑誌名

      International Journal of Peptide Research and Therapeutics

      巻: 27 号: 3 ページ: 2083-2089

    • DOI

      10.1007/s10989-021-10236-6

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Balenine, imidazole dipeptide, induces activation of superoxide dismutase in myotubes2021

    • 著者名/発表者名
      Yang Min、Sun Luchuanyang、Kawabata Yasunosuke、Maegawa Takahiro、Taniyama Shigeto、Tachibana Katsuyasu、Hirasaka Katsuya
    • 雑誌名

      Fisheries Science

      巻: 87 号: 3 ページ: 403-409

    • DOI

      10.1007/s12562-021-01516-7

    • NAID

      40022568936

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultra-high-purity Iron Is a Novel and Very Compatible Biomaterial2020

    • 著者名/発表者名
      Khan L, Sato K, Okuyama S, Kobayashi T, Ohashi K, Hirasaka K, Nikawa T, Takada K, Higashitani A, Abiko K
    • 雑誌名

      J Mech Behav Biomed Mater

      巻: 106 ページ: 103744-103744

    • DOI

      10.1016/j.jmbbm.2020.103744

    • NAID

      120007185170

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Relationship between the characteristics of rigor‐mortis‐related actomyosin and muscle fiber types in the ordinary muscle of various fishes2019

    • 著者名/発表者名
      Wang Yao、Wang Qin、Hirasaka Katsuya、Hara Kenji、Taniyama Shigeto、Tachibana Katsuyasu
    • 雑誌名

      Journal of the Science of Food and Agriculture

      巻: 99 号: 13 ページ: 6042-6048

    • DOI

      10.1002/jsfa.9880

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Therapeutic effects of an orally administered edible seaweed-derived polysaccharide preparation, ascophyllan HS, on a Streptococcus pneumoniae infection mouse model2019

    • 著者名/発表者名
      Okimura Takasi、Jiang Zedong、Komatsubara Hirofumi、Hirasaka Katsuya、Oda Tatsuya
    • 雑誌名

      International Journal of Biological Macromolecules

      巻: - ページ: 1116-1122

    • DOI

      10.1016/j.ijbiomac.2019.11.053

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Byssus production ability and degree of byssal‐gland development in the infaunal clam Ruditapes philippinarum2019

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi Seiji、Honma Kohei、Hirasaka Katsuya
    • 雑誌名

      Acta Zoologica

      巻: - 号: 4 ページ: 1-12

    • DOI

      10.1111/azo.12307

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 骨格筋内ミトコンドリア機能と筋萎縮に対するアスタキサンチンの作用2021

    • 著者名/発表者名
      平坂勝也、Sun Luchanyang、宮司進之、楊 敏、内田貴之、二川健
    • 学会等名
      第75回日本栄養・食糧学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 尾部懸垂による筋萎縮に対するアスタキサンチンの効果2021

    • 著者名/発表者名
      平坂勝也、Sun Luchanyang、宮司進之、楊 敏、内田貴之、二川健
    • 学会等名
      日本宇宙生物科学会 第35 回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] The effect of astaxanthin on mitochondria-mediated inflammation in RAW264.7 cells2021

    • 著者名/発表者名
      Luchuanyang Sun, Min Yang, Sangeun Kim, Ryoichi Mori, Takeshi Nikawa, Katsuya Hirasaka
    • 学会等名
      2021年度日本栄養・食糧学会九州・沖縄支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 筋肉におけるミトコンドリアタンパク質Mfn2の役割2020

    • 著者名/発表者名
      内田貴之、三木裕加里、杉浦宏祐、 真板綾子、中尾玲子、平坂勝也、 東谷篤志、小林剛、曽我部正博、 二川健
    • 学会等名
      第74回日本栄養・食糧学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Anti-oxidant and protective effects of astaxanthin on mitochondrial dysfunction in sol8 myotubes2020

    • 著者名/発表者名
      Luchuanyang Sun, Nobuyuki Miyaji, Min Yang, Edward M. Mills, Shigeto Taniyama, Takeshi Nikawa, Katsuyasu Tachibana, Katsuya Hirasaka
    • 学会等名
      2020年度日本栄養食糧学会九州沖縄支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Balenine, imidazole dipeptide, induces activation of superoxide dismutase in myotubes2020

    • 著者名/発表者名
      Min Yang, Luchuanyang Sun, Yasunosuke Kawabata, Takahiro Maegawa, Shigeto Taniyama, Katsuyasu Tachibana, Katsuya Hirasaka
    • 学会等名
      2020年度日本栄養食糧学会九州沖縄支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] アスタキサンチンの筋萎縮に対する効果とミトコンドリアでの作用機序2019

    • 著者名/発表者名
      平坂勝也、Sun Luchangyang、宮司進之、季紀豊、足立勝、楊 敏、吉村智大、齋藤かなえ、王 曜、谷山茂人、二川健、橘勝康
    • 学会等名
      第73回日本栄養・食糧学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ミトコンドリアを介した無重力ストレス感知機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      内田貴之、三木裕加里、坂下禎宏、真板綾子、中尾玲子、平坂勝也、東谷篤志、東端晃、小林剛、曽我部正博、二川健
    • 学会等名
      第73回日本栄養・食糧学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] アルキルレゾルシノールの筋萎縮予防効果2019

    • 著者名/発表者名
      平坂勝也、平本茂、八幡信広、谷山茂人、二川健、橘勝康
    • 学会等名
      日本宇宙生物科学会第33回大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] アスタキサンチンのミトコンドリアにおける抗酸化作用と筋萎縮予防効果の関係2019

    • 著者名/発表者名
      平坂勝也、Sun Luchangyang、宮司進之、季紀豊、足立勝、楊敏、谷山茂人、二川健、橘勝康
    • 学会等名
      2019年度日本栄養・食糧学会九州・沖縄支部および日本食品科学工学会西日本支部合同大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] New aspect of mitochondrial uncoupling protein (UCP): identification of UCP3 interacting proteins2019

    • 著者名/発表者名
      Katsuya Hirasaka, Mills Edward M, Takayuki Uchida, Ayako Ohno, Takeshi Nikawa
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会(MBSJ2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 海洋未来イノベーション機構 海洋エネルギー利用研究部門 海洋水産応用科学分野

    • URL

      https://ahs-mn.localinfo.jp/

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 海洋未来イノベーション機構

    • URL

      https://ahs-mn.localinfo.jp/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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