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筋タンパク質合成シグナルの応答性に着目した、新たなトレーニング効率化手段の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K19963
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分59020:スポーツ科学関連
研究機関立命館大学

研究代表者

竹垣 淳也  立命館大学, 総合科学技術研究機構, 特別研究員 (10824055)

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
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
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: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードレジスタンス運動 / 筋同化応答 / mTORC1 / MAPK / IRS / 機械的刺激 / 筋タンパク質合成 / レジスタンストレーニング / 骨格筋肥大 / Sarcolipin / Integrin / インスリン
研究開始時の研究の概要

レジスタンストレーニングを行うと、セッションを繰り返し実施するにつれて、運動効果が減弱するため、経過に伴い筋肥大効果は得づらくなっていく。しかしながら、その詳細なメカニズムは未だに明らかとなっていない。
本研究では、このメカニズムに対してインスリンシグナルの因子と、機械的刺激に対するセンサーの感受性の変化が関与している可能性を考え、これらに着目して検討を行うことで筋肥大応答の減弱メカニズムを解明する。さらに、その原因を抑制する介入を併用した状態でトレーニングを行い、筋肥大効果が向上するかを明らかにする。これらの検討により、革新的なレジスタンストレーニングの効率化手段を開発する基礎が築かれる。

研究成果の概要

本研究は、レジスタンストレーニングを行う中で経過に伴い筋肥大効果が減弱するメカニズムを明らかにすることを主たる目的とした。SDラットを対象に、電気刺激による他動的な筋収縮を用いたレジスタンス運動を48時間毎に実施させた。その結果、10セッション目にレジスタンス運動応答(mTORC1の活性化応答)は低減していた。さらに、1セッション目と10セッション目の機械的刺激のセンサーであるMAPKの応答を比較検討したところ、10セッション目で顕著な応答低減が認められ、トレーニングの経過に伴う筋肥大効果の減弱には細胞外マトリクスの適応変化によるMAPKの応答減弱が関与している可能性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

レジスタンストレーニングの経過に伴う筋肥大効果の減弱は、定められた期間内に目標としていた筋肥大効果を得るための障壁となる。しかし、この現象のメカニズムはほとんど明らかとなっていなかった。本研究により、このメカニズムに機会的刺激のストレスセンサーであるMAPKの応答鈍化が関与する可能性が示された。本知見は、未だ不明な点が多いレジスタンス運動応答の分子メカニズムの全容解明に貢献するものである。また、この応答性鈍化を解消するような介入を付加することで、効果を維持したレジスタンストレーニングが実現し、将来的に効率的な筋肥大効果を誘導する手段として、医療・スポーツの現場へと応用されることが期待される。

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

    (9件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Magnetization of mesenchymal stem cells using magnetic liposomes enhances their retention and immunomodulatory efficacy in mouse inflamed skeletal muscle2021

    • 著者名/発表者名
      Kono Yusuke, Takegaki Junya, Ohba Takeshi, Matsuda Koji, Negoro Ryouke, Fujita Satoshi, Fujita Takuya
    • 雑誌名

      International Journal of Pharmaceutics

      巻: 596 ページ: 120298-120298

    • DOI

      10.1016/j.ijpharm.2021.120298

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Repeated bouts of resistance exercise attenuate mitogen-activated protein-kinase signal responses in rat skeletal muscle.2019

    • 著者名/発表者名
      Junya Takegaki, Kohei Sase, Satoshi Fujita.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun.

      巻: 520(1) 号: 1 ページ: 73-78

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.09.050

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] レジスタンス運動実施に伴う骨格筋内のサルコリピン発現量の変化2021

    • 著者名/発表者名
      奥村 公基,竹垣 淳也,佐瀬 晃平,深尾 直生,藤田 聡
    • 学会等名
      第76回日本体力医学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] レジスタンス運動の繰り返しに伴うFAKおよびLAT1の応答変化2021

    • 著者名/発表者名
      深尾 直生,竹垣 淳也,佐瀬 晃平,奥村 公基,藤田 聡
    • 学会等名
      第76回日本体力医学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] The changes in the responses of autophagy-related factors with repeated bouts of resistance exercise.2020

    • 著者名/発表者名
      Junya Takegaki, Kohei Sase, Satoshi Fujita.
    • 学会等名
      Integrative Physiology of Exercise 2020 Conference
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The effects of mesenchymal stem cells injection and acute resistance exercise on basal muscle protein metabolism in mouse skeletal muscle.2020

    • 著者名/発表者名
      Junya Takegaki, Kohei Sase, Yusuke Kono, Takuya Fujita, Satoshi Konishi, Satoshi Fujita.
    • 学会等名
      25th Conference on ECSS
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マウス骨格筋に対する間葉系幹細胞の筋肉内注射による筋タンパク質合成シグナルの変化.2020

    • 著者名/発表者名
      竹垣淳也,佐瀬晃平,中野大輝,河野裕允,藤田卓也,小西聡,藤田聡.
    • 学会等名
      第75回日本体力医学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Molecular mechanisms involved in reduced mTORC1 signal responses after repeated bouts of resistance exercise.2019

    • 著者名/発表者名
      Junya Takegaki, Kohei Sase, Satoshi Fujita.
    • 学会等名
      24th Conference on ECSS
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] レジスタンス運動の繰り返しに伴いp90RSKのリン酸化応答は減衰する.2019

    • 著者名/発表者名
      竹垣淳也,佐瀬晃平,藤田聡.
    • 学会等名
      第74回日本体力医学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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