| 研究課題/領域番号 |
20K20620
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| 研究種目 |
挑戦的研究(開拓)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分59:スポーツ科学、体育、健康科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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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)
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| 研究分担者 |
加藤 義雄 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究グループ長 (20415657)
狩野 豊 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 教授 (90293133)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
26,000千円 (直接経費: 20,000千円、間接経費: 6,000千円)
2023年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2022年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2021年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2020年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
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| キーワード | グルコース動態 / エネルギー代謝 / in vivoイメージング / 三次元培養 / メカニカルストレス / 糖輸送体 / 糖代謝 / インスリン抵抗性 / 骨格筋 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
定期的で適度な運動がインスリン抵抗性を改善することは古くから知られており，これが糖尿病等の代謝性疾患の治療や予防に運動療法が用いられる科学的根拠となっているが，そのメカニズムはほとんど分かっていない．
本研究では，三次元培養骨格筋組織，糖代謝動態をモニタリング可能なプローブ，動的環境におけるin vivoイメージングを使って，運動によるインスリン抵抗性改善の分子メカニズムに迫る．
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| 研究実績の概要 |
本研究では，従来不可能であった様々な生物学的階層において，物理刺激に応じた骨格筋組織への糖取込み動態を可視化することで，運動によるインスリン抵抗性改善の分子メカニズムに迫るとともに，インスリン抵抗性に対する新たな治療戦略の創出を目指している．
本年度は，生細胞における糖代謝をモニタリングするため，糖輸送体GLUT4とpH依存的な蛍光タンパク質の融合遺伝子を構築し，各種培養細胞での検証を実施した．さらに検出感度を向上させるため，蛍光タンパク質に変異を導入して最適な遺伝子を探索する実験系の構築に着手した．
次にin vitroでの三次元培養によって骨格筋組織を構築し，これを上記の糖代謝動態の観察に用いるための実験系の最適化を実施した．現状において三次元培養組織を構築することは可能となったが，これをハイスループット化し，ドラッグスクリーニングを試行するためには，三次元組織培養系の更なる最適化が必要なことが明らかとなった．
また同時にグルコース感受性蛍光タンパク質を用いて，筋収縮時の筋細胞内グルコース動態をin vivo環境下で経時的に観察する技法の確立を目的とし，収縮前後での細胞内グルコース動態の検証を実施した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
交付内定は遅かったものの，当該年度に計画された研究はほぼ全て実施できたため．
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| 今後の研究の推進方策 |
上記のように，三次元培養組織によるスクリーニング系をハイスループット化し，ドラッグスクリーニングを試行するためには，三次元組織培養系の更なる最適化が必要なことが明らかとなったため，すでに類似の三次元組織培養をスモールスケールで行っている研究者を研究分担者として追加し，本研究を推進する．
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