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ビタミンD不足による骨格筋萎縮のメカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H02942
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分38050:食品科学関連
研究機関中部大学

研究代表者

下村 吉治  中部大学, 応用生物学部, 教授 (30162738)

研究分担者 津田 孝範  中部大学, 応用生物学部, 教授 (90281568)
北浦 靖之  名古屋大学, 生命農学研究科, 講師 (90442954)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2023年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2022年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
キーワード筋タンパク質 / ビタミンD / 食餌タンパク質 / グルココルチコイド / BCAA / ラット / 骨格筋 / 筋萎縮 / サルコペニア / 筋タンパク質代謝 / ビタミンD欠乏食 / マウス
研究開始時の研究の概要

ビタミンD(VD)は、骨格筋のタンパク質代謝および運動機能を正常に保つために重要な栄養素であることが示唆されているが、それに関するVDの作用機構についてはほとんど解明されていない。VD不足の作用は、筋萎縮を誘発するグルココルチコイド(GC)の作用と類似することより、VDとGCは拮抗的に作用する可能性が示唆される。本研究では、GCにより促進される分岐鎖アミノ酸(BCAA)分解(筋タンパク質合成阻害)と筋タンパク質分解に対するVDの作用を、正常マウスおよび遺伝子改変による筋特異的BCAA分解亢進(BCAA不足)マウスを用いて解明する。

研究成果の概要

ビタミンD(VD)は骨格筋を維持する生理機能を持つがそのメカニズムは不明である。デキサメタゾン(DEX)は過剰投与により筋萎縮を誘発する合成ホルモンであるが、本研究ではDEX投与 による筋萎縮に対するVDの作用についてラットを用いて検討した。
通常タンパク質含有飼料で飼育したラットにDEXを投与すると主に速筋線維で構成される下肢筋(前脛骨筋重量など)重量が低下したが、主に遅筋線維で構成されるヒラメ筋重量に影響はなかった。一方、低タンパク質飼料で飼育したラットにDEXを投与するとヒラメ筋重量も低下した。よって、低タンパク質栄養の状態ではVDが遅筋を維持する機能を持つ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

ヒトでは加齢に伴い血中ビタミンD(VD)濃度は低下し、高齢者ではVD不足の割合が高い。この所見に加えて、高齢者では血中VD濃度と身体運動機能は密接に関係することが知られており、VD不足がサルコペニアの重要な要因の一つであるとされている。これらの所見を反映してVDを運動機能の改善薬とするための研究が進行しているが、VDの骨格筋に対する作用機構は不明である。本研究の結果は、サルコペニアを含む筋萎縮の予防法の開発に繋げるためのVDの生理機能を明らかにした所見として重要であると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] BDK knockout skeletal muscle satellite cells exhibit enhanced protein translation initiation signal in response to BCAA in vitro.2022

    • 著者名/発表者名
      Nakai N, Iida N, Kitai S, Shimomura Y, Kitaura Y, Higashida K.
    • 雑誌名

      Biosci Biotechnol Biochem.

      巻: - 号: 5 ページ: 610-617

    • DOI

      10.1093/bbb/zbac021

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Antihypertensive drug valsartan as a novel BDK inhibitor.2021

    • 著者名/発表者名
      Kitaura Y, Shindo D, Ogawa T, Sato A, Shimomura Y.
    • 雑誌名

      Pharmacological Research

      巻: 167 ページ: 105518-105518

    • DOI

      10.1016/j.phrs.2021.105518

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] BDK deficiency in cerebral cortex neurons causes neurological abnormalities and affects endurance capacity.2020

    • 著者名/発表者名
      Mizusawa A, Watanabe A, Yamada M, Kamei R, Shimomura Y, Kitaura Y.
    • 雑誌名

      Nutrients

      巻: 12 号: 8 ページ: 2267-2267

    • DOI

      10.3390/nu12082267

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] デキサメサゾン投与によるラット後肢筋の萎縮における週齢およびビタミンD不足の影響2022

    • 著者名/発表者名
      吉田奈津子、大井優奈、橋村香穂、北浦靖之、下村吉治
    • 学会等名
      第76回日本栄養・食糧学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Branched-chain amino acids as functional foods2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshiharu Shimomura
    • 学会等名
      22nd International Congress of Nutrition
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dexamethasone-induced muscle atrophy in rats: effects of age and vitamin D deficiency2022

    • 著者名/発表者名
      Yuna Oi, Natsuko Yoshida, Kaho Hashimura, Yasuyuki Kitaura, Yoshiharu Shimomura
    • 学会等名
      22nd International Congress of Nutrition
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] BCAA代謝を促進すると白色脂肪組織のベージュ化が促進される2021

    • 著者名/発表者名
      北浦 靖之、清河 碧、下村 吉治
    • 学会等名
      日本アミノ酸学会第15回学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ラットにおけるBCAA代謝に対するデキサメタゾン投与の影響2021

    • 著者名/発表者名
      吉田 奈津子、橋村 香穂、大井 優奈、北浦靖之、下村 吉治
    • 学会等名
      日本アミノ酸学会第15回学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ビタミンD欠乏ラットの骨格筋に対するデキサメタゾン投与の影響2021

    • 著者名/発表者名
      吉田 奈津子、橋村 香穂、大井 優奈、北浦靖之、下村 吉治
    • 学会等名
      第79回日本栄養・食糧学会中部支部会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 分岐鎖アミノ酸(BCAA)の多様な生理作用2021

    • 著者名/発表者名
      下村吉治
    • 学会等名
      令和3年度日本栄養・食糧学会、日本栄養改善学会「若手フォーラム」
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 走運動持久力に対する前脳部特異的 BCAA代謝亢進の影響2020

    • 著者名/発表者名
      水澤杏南、山田みのり、亀井里奈、下村吉治、北浦靖之
    • 学会等名
      第74回日本栄養・食糧学会(オンライン開催)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] BCAA誘発性mTORC1活性化に対する食事組成の影響2020

    • 著者名/発表者名
      田村友紀、井上智也、下村吉治、北浦靖之
    • 学会等名
      第14回日本アミノ酸学会学術大会(オンライン開催)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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