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運動と不動化による筋量とエネルギー代謝の制御機構の解析

研究課題

研究課題/領域番号 20KK0198
研究種目

国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))

配分区分基金
審査区分 中区分54:生体情報内科学およびその関連分野
研究機関神戸大学

研究代表者

小川 渉  神戸大学, 医学研究科, 教授 (40294219)

研究分担者 野村 和弘  神戸大学, 医学部附属病院, 特定助教 (70450236)
平田 悠  神戸大学, 医学部附属病院, 医員 (70846352)
研究期間 (年度) 2020-10-27 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円)
2022年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2021年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワード運動 / 不動化 / 骨格筋量 / サルコペニア / 肥満 / 骨格筋 / 炎症 / 筋萎縮 / 筋量制御 / KLF15 / 代謝
研究開始時の研究の概要

加齢による骨格筋量の減少と身体活動力の低下はサルコペニアと呼ばれ、わが国における健康寿命短縮の重要な原因である。また、骨格筋は生体最大の糖処理能を持つ代謝制御臓器であり、筋量減少や身体活動の低下は糖尿病を始めとした代謝異常症の原因となる。本研究では国際的な共同研究により、運動や不動化による筋量制御のメカニズムを明らかとすることにより、筋量減少予防薬・筋量増加薬の開発に資する知見を得ることを目指す。

研究成果の概要

マウスにおいて不動化性筋萎縮の分子機構について解析した。その結果、KLF15を介した筋タンパク異化は、不動化による筋萎縮の重要な病理ステップであることが明らかとなった。不動化性筋萎縮の発症時にKLF15の下流で機能する因子を探索し、IL6を同定した。不動化性筋萎縮では、KLF15-IL6経路によるタンパク異化に続いて、骨格筋に炎症が生じて、更に筋萎縮が進展することを見出した。またこの炎症フェーズの進展にはケモカインCXCL10が重要な役割を担うことも明らかとした。骨格筋のβ2アドレナリン受容体シグナルは運動によるエネルギー代謝の亢進に重要な役割を果たすことを明らかとした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では不動化の分子機構を制御する因子としてKLF15やIL6、CXCL10などの分子を同定た。いずれの分子もその機能を抑制することで不動化による筋萎縮が抑制されることから、これらの分子は不動化性筋萎縮の有用な創薬標的分子と考えられた。IL6及びCXCL10についてはその中和抗体が筋萎縮抑制効果をもつことを見出した点は意義が深い。これらの抗体はそれぞれ、ヒトに対して臨床応用、臨床試験が行われているため、今後、創薬展開に繋がる可能性は高い。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] University of Leeds(英国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Karolinska institute(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Colombia University(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] A Piezo1/KLF15/IL-6 axis mediates immobilization-induced muscle atrophy2022

    • 著者名/発表者名
      Yu Hirata, Kazuhiro Nomura, Daisuke Kato, Yoshihisa Tachibana, Takahiro Niikura, Kana Uchiyama, Tetsuya Hosooka, Tomoaki Fukui, Keisuke Oe, Ryosuke Kuroda, Yuji Hara, Takahiro Adachi, Koji Shibasaki, Hiroaki Wake, Wataru Ogawa
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Investigation

      巻: - 号: 10 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1172/jci154611

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Role of PDK1 in skeletal muscle hypertrophy induced by mechanical load.2021

    • 著者名/発表者名
      Kuramoto N, Nomura K, Kohno D, Kitamura T, Karsenty G, Hosooka T, Ogawa W.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 11 号: 1 ページ: 3447-3447

    • DOI

      10.1038/s41598-021-83098-z

    • NAID

      120007143576

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 不動化はPiezo1/KLF15経路を介して筋萎縮を促進する.2022

    • 著者名/発表者名
      平田悠、野村和弘、加藤大輔、橘吉寿、内山奏、細岡哲也、原雄二、安達貴弘、柴崎貢志、和氣弘明、小川渉.
    • 学会等名
      第65回日本糖尿病学会年次学術集会.
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 高血糖および不動化における筋量制御のメカニズム.2022

    • 著者名/発表者名
      平田悠、小川渉.
    • 学会等名
      第77回日本体力医学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高血糖および不動化における筋量制御のメカニズム2022

    • 著者名/発表者名
      平田悠、野村和弘、小川渉.
    • 学会等名
      第65回日本糖尿病学会年次学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脳内炎症は骨格筋のC/EBP経路を介してストレス性筋萎縮を促進する2022

    • 著者名/発表者名
      内山奏、平田悠、野村和弘、Hendy Wijaya、谷口将之、北岡志保、古屋敷智之、小川渉
    • 学会等名
      第43回日本肥満学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ストレスはC/EBP-KLF15経路を介して筋萎縮を促進する2022

    • 著者名/発表者名
      内山奏、平田悠、野村和弘、Hendy Wijaya、北岡志保、古屋敷智之、小川渉
    • 学会等名
      第95回 日本内分泌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ストレスは骨格筋のC/EBP経路を介して筋萎縮を促進する2022

    • 著者名/発表者名
      内山奏、平田悠、野村和弘、Hendy Wijaya、谷口将之、北岡志保、古屋敷智之、小川渉
    • 学会等名
      第8回 日本筋学会学術総会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 高血糖および不動化における筋量制御のメカニズム.2021

    • 著者名/発表者名
      平田悠、野村和弘、小川渉
    • 学会等名
      第64回日本糖尿病学会年次学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 骨格筋生体イメージングを活用した不動化性筋萎縮の発症メカニズムの解析.2021

    • 著者名/発表者名
      平田悠、野村和弘、加藤大輔、橘吉寿、内山奏、細岡哲也、和氣弘明、安達貴弘、小川渉.
    • 学会等名
      第64回日本糖尿病学会年次学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 不動化はPiezo1/KLF15経路を介して筋萎縮を促進する.2021

    • 著者名/発表者名
      平田悠、野村和弘、加藤大輔、橘吉寿、内山奏、細岡哲也、原雄二、安達貴弘、柴崎貢志、和氣弘明、小川渉
    • 学会等名
      第42回日本肥満学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] C/EBP-KLF15経路はストレスによる筋萎縮に関与する.2021

    • 著者名/発表者名
      内山奏、平田悠、野村和弘、北岡志保、古屋敷智之、小川
    • 学会等名
      第42回日本肥満学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 運動による代謝改善とその破綻メカニズム -ヒト骨格筋のエピゲノム解析も踏まえて-.2021

    • 著者名/発表者名
      野村和弘、小川渉.
    • 学会等名
      64回日本糖尿病学会年次学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 不動化はCa2+シグナルの減弱を通じて筋萎縮を制御する2020

    • 著者名/発表者名
      平田悠、野村和弘、新倉隆宏、橘吉寿、加藤大輔、内山奏、福井友章、大江啓介、細岡哲也、和氣弘明、黒田良祐、小川渉
    • 学会等名
      第6回日本筋学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] 動かないと筋肉が減少するメカニズムを解明

    • URL

      https://www.kobe-u.ac.jp/research_at_kobe/NEWS/news/2022_03_15_01.html

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-10-29   更新日: 2024-01-30  

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