COVID-19関連サルコペニアに対する栄養介入と運動負荷の併用の効果

• 研究課題/領域番号: 21K11223
• 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59010:リハビリテーション科学関連
• 研究機関: 奈良県立医科大学
• 研究代表者: 藤井 澄 奈良県立医科大学, 医学部, 研究員 (60284189)
• 研究分担者: 國安 弘基 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (00253055) ; 谷 里奈 奈良県立医科大学, 医学部, 講師 (20783872) ; 川原 勲 奈良県立医科大学, 医学部, 研究員 (80524975)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2022年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2021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: サルコペニア / 中鎖脂肪酸 / ミトコンドリア品質管理 / 骨格筋分化 / ミトコンドリア / 細胞死 / COVID-19 / 食餌療法 / 運動療法

研究開始時の研究の概要

本研究では、SARS-CoV-2ハムスター感染モデルを用いて、COVID-19関連骨格筋萎縮の病態を解明し、中鎖脂肪酸とグルコースを用いた栄養介入にさらにlow dose exerciseを負荷し、その効果を検証することにより、COVID-19患者の早期退院と早期社会復帰を促進するリハビリテーションの方法を見出す。COVID-19患者におけるサルコペニアの改善は、全身のフィジカルな機能の改善から、生理的・社会的活動性を改善し、後遺症の軽減を可能にすると期待される。

研究実績の概要

中鎖脂肪酸(MCT)は, 骨格筋において酸化ストレス(ROS)の減少, 骨格筋の成熟を促すことが報告されているが, MCTの種類による作用の差異は明らかでない. 我々は, 3種類の異なるMCT、オクタン酸(C8, OCA)、デカン酸(C10, CEA)、ラウリン酸(C12, 4LAA)の骨格筋分化に対する影響をミトコンドリア品質管理と骨格筋分化の観点から検討した. 実験にはマウス骨格筋細胞株C2C12を用い, MCTを高濃度ならびに低濃度で前処理し, 分化誘導を行った. その結果, C8低濃度・高濃度ならびにC10低濃度において分化マーカーの誘導を認めた. さらにC8では、ミトコンドリア量は増加し、ミトコンドリア新生に関与するPGC-1α発現は亢進した. mitophagy関連タンパクであるPINK1, Parkin,LC3-ⅡはC8高濃度で増加し、さらにミトコンドリア形態を制御するDRP１も増加した. 以上より, 3種のMCTでは筋管細胞のミトコンドリアへの作用に差異が見られ、C8はミトコンドリアのターンオーバーを促進することで, 骨格筋分化に寄与することが示唆された.

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

3種類の中鎖脂肪酸の骨格筋に対する作用を比較検討し、C8が最も有用であることがvitroの系で確認された。

今後の研究の推進方策

本年度は、vivoの系を用いてC8のサルコペニアに対する有用性を検討する。また、Covid-19ウイルス感染モデルを用いた検討も行う予定である。

研究成果

• [国際共同研究] Nantong University(中国)
• [国際共同研究] 南通大学(中国)
• [雑誌論文] Berberine Induces Combined Cell Death in Gastrointestinal Cell Lines (2023)
  • 著者名/発表者名: Mori Shiori、Fujiwara-Tani Rina、Gyoten Momoko、Nukaga Shota、Sasaki Rika、Ikemoto Ayaka、Ogata Ruiko、Kishi Shingo、Fujii Kiyomu、Kuniyasu Hiroki
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 24 号: 7 ページ: 6588-6588
  • DOI: 10.3390/ijms24076588
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Sunitinib and Pterostilbene Combination Treatment Exerts Antitumor Effects in Gastric Cancer via Suppression of PDZD8 (2022)
  • 著者名/発表者名: Hojo Yudai、Kishi Shingo、Mori Shiori、Fujiwara-Tani Rina、Sasaki Takamitsu、Fujii Kiyomu、Nishiguchi Yukiko、Nakashima Chie、Luo Yi、Shinohara Hisashi、Kuniyasu Hiroki
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 23 号: 7 ページ: 4002-4002
  • DOI: 10.3390/ijms23074002
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Hypomethylation of CLDN4 Gene Promoter Is Associated with Malignant Phenotype in Urinary Bladder Cancer (2022)
  • 著者名/発表者名: Maesaka Fumisato、Kuwada Masaomi、Horii Shohei、Kishi Shingo、Fujiwara-Tani Rina、Mori Shiori、Fujii Kiyomu、Mori Takuya、Ohmori Hitoshi、Owari Takuya、Miyake Makito、Nakai Yasushi、Tanaka Nobumichi、Bhawal Ujjal Kumar、Luo Yi、Kondoh Masuo、Fujimoto Kiyohide、Kuniyasu Hiroki
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 23 号: 12 ページ: 6516-6516
  • DOI: 10.3390/ijms23126516
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Gemcitabine Resistance in Pancreatic Ductal Carcinoma Cell Lines Stems from Reprogramming of Energy Metabolism (2022)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara-Tani Rina、Sasaki Takamitsu、Takagi Tadataka、Mori Shiori、Kishi Shingo、Nishiguchi Yukiko、Ohmori Hitoshi、Fujii Kiyomu、Kuniyasu Hiroki
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 23 号: 14 ページ: 7824-7824
  • DOI: 10.3390/ijms23147824
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] An Axis between the Long Non-Coding RNA HOXA11-AS and NQOs Enhances Metastatic Ability in Oral Squamous Cell Carcinoma (2022)
  • 著者名/発表者名: Nakashima Chie、Fujiwara-Tani Rina、Mori Shiori、Kishi Shingo、Ohmori Hitoshi、Fujii Kiyomu、Mori Takuya、Miyagawa Yoshihiro、Yamamoto Kazuhiko、Kirita Tadaaki、Luo Yi、Kuniyasu Hiroki
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 23 号: 18 ページ: 10704-10704
  • DOI: 10.3390/ijms231810704
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Nutritional intervention for cancer sarcopenia. (2021)
  • 著者名/発表者名: Mori T, Kido A, Kawahara I, Nukaga S, Miyagawa Y, Goto K, Mori S, Kishi S, Fujii K, Fujiwara-Tani R, Kuniyasu H
  • 雑誌名: Ann Muscloskeletal Med 巻: 5 号: 1 ページ: 001-004
  • DOI: 10.17352/amm.000024
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Role of Glycated High Mobility Group Box-1 in Gastric Cancer (2021)
  • 著者名/発表者名: Kishi Shingo、Nishiguchi Yukiko、Honoki Kanya、Mori Shiori、Fujiwara-Tani Rina、Sasaki Takamitsu、Fujii Kiyomu、Kawahara Isao、Goto Kei、Nakashima Chie、Kido Akira、Tanaka Yasuhito、Luo Yi、Kuniyasu Hiroki
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 22 号: 10 ページ: 5185-5185
  • DOI: 10.3390/ijms22105185
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] BRAF Mutation Is Associated with Hyperplastic Polyp-Associated Gastric Cancer (2021)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara-Tani Rina、Okamoto Ayaka、Katsuragawa Hiroyuki、Ohmori Hitoshi、Fujii Kiyomu、Mori Shiori、Kishi Shingo、Sasaki Takamitsu、Nakashima Chie、Kawahara Isao、Hojo Yudai、Nishiguchi Yukiko、Mori Takuya、Mizumoto Takeshi、Nagai Kenta、Luo Yi、Kuniyasu Hiroki
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 22 号: 23 ページ: 12724-12724
  • DOI: 10.3390/ijms222312724
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] ミトコンドリアDNA障害における代謝障害は炎症を誘導しがん性悪液質を促進する (2023)
  • 著者名/発表者名: 森汐莉、岸真五、大森斉、藤井澄、羅奕、谷里奈、國安弘基
  • 学会等名: 第112回日本病理学会総会、下関市、2023.4.13-15
• [学会発表] がん性悪液質に対するベルベリンの効果 (2023)
  • 著者名/発表者名: 川原勲、谷里奈、額賀翔太、川原勲、西田亮一、宮川良博、森拓也、藤井澄、大森斉、羅奕、國安弘基
  • 学会等名: 第112回日本病理学会総会、下関市、2023.4.13-15
• [学会発表] マウス胃癌モデルにおけるスニチニブ心筋毒性に対するプテロスチルベンの心筋保護作用 (2022)
  • 著者名/発表者名: 川原勲、北條雄大、額賀翔太、岸真五、森汐莉、谷里奈、佐々木隆光、藤井澄、西口由希子、中嶋千恵、篠原尚、國安弘基
  • 学会等名: 第111回日本病理学会総会、神戸市（ハイブリッド開催）、2022.4.14-16
• [学会発表] 3種類の中鎖脂肪酸摂取がマウス悪液質モデルの心筋組織に及ぼす影響 (2022)
  • 著者名/発表者名: 額賀翔太、森拓也、川原勲、後藤桂、宮川良博、谷里奈、岸真五、森 汐莉、佐々木隆光、藤井澄、大森斉、國安弘基
  • 学会等名: 第111回日本病理学会総会、神戸市（ハイブリッド開催）、2022.4.14-16
• [学会発表] がん性心筋障害に対して炭素数が異なる中鎖脂肪酸の栄養介入が及ぼす影響 (2022)
  • 著者名/発表者名: 額賀翔太、森拓也、川原勲、宮川良博、谷里奈、岸真五、森汐莉、佐々木隆光、藤井澄、國安弘基
  • 学会等名: 第6回日本がんサポーティブケア学会学術集会、下関市、2022.6.18-19
• [学会発表] がん性サルコペニアに対するビタミンB2とビタミンEの効果 (2021)
  • 著者名/発表者名: 川原 勲、森 拓也、額賀翔太、宮川良博、後藤 桂、若槻優真、大森 斉、藤井 澄、森 汐莉、谷 里奈、岸 真五、國安弘基
  • 学会等名: 第110回日本病理学会総会
• [学会発表] がん悪液質において抗酸化作用を持つアミノ酸の経口摂取は骨格筋萎縮を抑制する (2021)
  • 著者名/発表者名: 森 拓也、藤井 澄、川原 勲、額賀翔太、宮川良博、後藤 桂、森 汐莉、岸 真五、谷 里奈、大森 斉、國安弘基
  • 学会等名: 第110回日本病理学会総会
• [学会発表] がん由来心筋萎縮に対する中鎖脂肪酸とグルコースの併用投与による影響 (2021)
  • 著者名/発表者名: 額賀翔太、森 拓也、川原 勲、宮川良博、後藤 桂、谷 里奈、岸 真五、森 汐莉、藤井 澄、大森 斉、國安弘基
  • 学会等名: 第110回日本病理学会総会
• [学会発表] Effects of antioxidant vitamins on cancerous sarcopenia model mice. (2021)
  • 著者名/発表者名: Kawahara I, Mori T, Nukaga S, Miyagawa Y, Goto K, Wakatsuki Y, Ohmori H, Fujii K, Mori S, Fujiwara-Tani R, Kishi S, Kuniyasu H
  • 学会等名: 80th Annual Meeting of Japanese Association for Cancer
• [学会発表] Effect of nutritional intervention with medium-chain fatty acids and glucose on cancer-derived myocardial atrophy. (2021)
  • 著者名/発表者名: Nukaga S, Mori T, Kawahara I, Miyagawa Y, Goto K, Fujiwara-Tani R, Kishi S, Mori S, Fujii K, Ohmori H, Kuniyasu H
  • 学会等名: 80th Annual Meeting of Japanese Association for Cancer
• [備考] 奈良県立医科大学分子病理学講座
  • URL: http://www.naramed-u.ac.jp/~molepath/
• [備考] 奈良県立医科大学分子病理学
  • URL: http://www.naramed-u.ac.jp/~molepath/