脂肪酸による骨格筋線維型変換機構:培養筋線維によるアプローチ

• 研究課題/領域番号: 22580136
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 食品科学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 水野谷 航 九州大学, 大学院・農学研究院, 助教 (20404056)
• 連携研究者: 池内 義秀 九州大学, 大学院・農学研究院, 教授 (90168112) ; 辰巳 隆一 九州大学, 大学院・農学研究院, 准教授 (40250493)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2012年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2010年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: 栄養化学 / 骨格筋 / 筋線維型 / 脂肪酸 / 筋線維タイプ / ラット / PPARδ / ミオシン重鎖 / 単離筋線維 / エイコサペンタエン酸 / PPARσ / 衛星細胞

研究概要

骨格筋には、遅筋型と速筋型という異なる線維型が存在し、骨格筋の代謝能力や疲労耐性を左右する。持久トレーニングを行うと、遅筋型が増えることが知られていたが、食品成分による筋線維型への影響は知られていなかった。本研究では、まずラットの筋線維を生体外で培養できる実験系の確立に成功し(単離筋線維)、さらに魚油に含まれるエイコサペンタエン酸がこの単離筋線維に対し、遅筋型で発現が多い代謝関連因子の遺伝子発現量を直接的に増加させることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Comparative analysis of semaphorin 3A in soleus and EDL muscle satellite cells in vitro toward understanding its role in modulating myogenin expression (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki T., Do M.K., Sato Y., Ojima K., Hara M., Mizunoya W., Nakamura M., Furuse M., Ikeuchi Y., Anderson J.E. and Tatsumi R
  • 雑誌名: Int J Biochem Cell Biol 巻: 45 ページ: 476-482
  • 査読あり
• [雑誌論文] Satellite cells produce neural chemorepellent semaphorin 3A upon muscle injury (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato Y., Do M.K., Suzuki T., Ohtsubo H., Mizunoya W., Nakamura M., Furuse M., Ikeuchi Y.and Tatsumi R
  • 雑誌名: Anim Sci J 巻: 84 ページ: 185-189
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparative analysis of semaphorin 3A in soleus and EDL muscle satellite ceels in vitro toward understanding its role in modulating (2013)
  • 著者名/発表者名: Suzuki T et aj.
  • 雑誌名: ternational Journal of Biochemistry and Cell Biolo 巻: 45 号: 2 ページ: 476-482
  • DOI: 10.1016/j.biocel.2012.10.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Satellite ceels produce neural chemorepellent semaphorin 3A upon muscle injury. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato Y, et al.
  • 雑誌名: Animal Science Journal 巻: 84 号: 2 ページ: 185-189
  • DOI: 10.1111/asj.12014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of dietary fat type on anxiety-like and depression-like behavior in mice (2013)
  • 著者名/発表者名: Mizunoya et al.
  • 雑誌名: SpringerPlus 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] イノシシ肉ソーセージの理化学的特性および食味評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 丸居篤, 水野谷航, 中野豊, 城内文吾, 友永省三, 清水邦義, 泉清隆, 堀江ちひろ
  • 雑誌名: 日本暖地畜産学会報 巻: 55 ページ: 177-180
  • NAID: 130004555658
  • 査読あり
• [雑誌論文] Calcium influx through a possible coupling of cation channels impacts skeletal muscle satellite cell activation in response to mechanical stretch (2012)
  • 著者名/発表者名: Hara M., Tabata K., Suzuki T., Do M.K., Mizunoya W., Nakamura M., Nishimura S., Tabata S., Ikeuchi Y., Sunagawa K., Anderson J.E., Allen R.E. and Tatsumi R
  • 雑誌名: Am J Physiol Cell Physiol 巻: 302
  • 査読あり
• [雑誌論文] Time-coordinated prevalence of extracellular HGF, FGF2 and TGF-beta3 in crush-injured skeletal muscle (2012)
  • 著者名/発表者名: Do M.K., Suzuki T., Gerelt B., Sato Y., Mizunoya W., Nakamura M., Ikeuchi Y., Anderson J.E. and Tatsumi R
  • 雑誌名: Anim Sci J 巻: 83 ページ: 712-717
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single muscle-fiber isolation and culture for cellular, molecular, pharmacological, and evolutionary studies (2012)
  • 著者名/発表者名: Anderson J.E., Wozniak A.C. and Mizunoya W
  • 雑誌名: Methods Mol Biol 巻: 798 ページ: 85-102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Time-coordinated prevalence of extracellular HGF, FGF2 and TGF-β3 in crush-injured skeletal muscle. (2012)
  • 著者名/発表者名: DO MK, et al.
  • 雑誌名: Animal Science Journal 巻: 83 号: 10 ページ: 712-717
  • DOI: 10.1111/j.1740-0929.2012.01057.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Calcium infillx through a possible coupling of cation channels impacts skeletal muscle satellite cell activation in response to mechanical stretch. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hara M, et al.
  • 雑誌名: American Journal of Physiology-Cell Physiology 巻: 302 号: 12 ページ: C1741-C1750
  • DOI: 10.1152/ajpcell.00068.2012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Detecting multiple proteins by Western blotting using same-species primary antibodies, precomplexed serum, and hydrogen peroxide (2011)
  • 著者名/発表者名: Upadhaya R., Mizunoya W.and Anderson J.E
  • 雑誌名: Anal Biochem 巻: 419 ページ: 342-344
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nitric oxide donors improve prednisone effects on muscular dystrophy in the mdx mouse diaphragm (2011)
  • 著者名/発表者名: Mizunoya W., Upadhaya R., Burczynski F.J., Wang G. and Anderson J.E
  • 雑誌名: Am J Physiol Cell Physiol 巻: 300
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth factor regulation of neural chemorepellent Sema3A expression in satellite cell cultures (2011)
  • 著者名/発表者名: Do M.K., Sato Y., Shimizu N., Suzuki T., Shono J., Mizunoya W., Nakamura M., Ikeuchi Y., Anderson J.E. and Tatsumi R
  • 雑誌名: Am J Physiol Cell Physiol 巻: 301
  • 査読あり
• [雑誌論文] Growth factor regulation of neural chemorepellent Sema3A expression in satellite cell cultures (2011)
  • 著者名/発表者名: Do, M.-K. Q., Sato, Y., Shimizu, N., Suzuki, T., Shono, J.-I., Mizunoya, W., Nakamura, M., Ikeuchi, Y., Anderson, J. E., and Tatsumi, R
  • 雑誌名: American Journal of Physiology-Cell Physiology 巻: 301 号: 5 ページ: C1270-C1279
  • DOI: 10.1152/ajpcell.00257.2011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nitric oxide donors improve prednisone effects on muscular dystrophy in the mdx mouse diaphragm (2011)
  • 著者名/発表者名: Mizunoya, et al
  • 雑誌名: Am J Physiol Cell Physiol 巻: 300 号: 5 ページ: C1065-C1077
  • DOI: 10.1152/ajpcell.00482.2010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nitric-oxide donors improve prednisone effects on muscular dystrophy in the mdx mouse diaphragm. (2011)
  • 著者名/発表者名: Mizunoya, et al.
  • 雑誌名: American journal of physiology. Cell physiology 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] High concentrations of HGF inhibit skeletal muscle satellite cell proliferation in vitro by inducing expression of myostatin: a possible mechanism for reestablishing satellite cell quiescence in vivo (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamada M., Tatsumi R., Yamanouchi K., Hosoyama T., Shiratsuchi S., Sato A., Mizunoya W., Ikeuchi Y., Furuse M. and Allen R.E
  • 雑誌名: Am J Physiol Cell Physiol 巻: 298
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vitro measurement of post-natal changes in proliferating satellite cell frequency during rat muscle growth (2010)
  • 著者名/発表者名: Suzuki T., Takaishi H., Sakata T., Do M.K., Hara M., Sato A., Mizunoya W., Nishimura T., Hattori A., Ikeuchi Y.and Tatsumi R
  • 雑誌名: Anim Sci J 巻: 81 ページ: 245-251
  • NAID: 10030374279
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vitro measurement of post-natal changes in proliferating satellite cell frequency during rat muscle growth. (2010)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, et al.
  • 雑誌名: Animal Science Journal 巻: 81-2 ページ: 245-251
  • 査読あり
• [学会発表] Eicosapentaenoic acid affects skeletal muscle fiber types relating factors via PPARo pathway in isolated fibers of rats., Keystone Symposia, Nuclear Receptors and Friends (2013)
  • 著者名/発表者名: Mizunoya W., Komiya Y., Anderson J.E., Goto T., Takahashi N., Kawada T., Nakamura M., Tatsumi R.and Ikeuchi Y
  • 学会等名: Roles in Energy Homeostasis and Metabolic Dysfunction
  • 発表場所: Alpbach, Austria
  • 年月日: 2013-04-06
• [学会発表] エイコサペンタエン酸はラット単離筋線維の脂肪代謝に関わる遺伝子発現を上昇させる (2013)
  • 著者名/発表者名: 小宮佑介, 水野谷航, 中村真子, 辰巳隆一, 池内義秀
  • 学会等名: 第116回日本畜産学会大会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2013-03-30
• [学会発表] エイコサペンタエン酸はラット単離筋線維の脂肪代謝に関わる遺伝子発現を上昇させる (2013)
  • 著者名/発表者名: 小宮佑介ら
  • 学会等名: 第116回日本畜産学会大会
  • 発表場所: 安田女子大学、広島市
• [学会発表] リンゴポリフェノールが培養筋管の筋線維タイプに及ぼす影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 赤星眞理子ら
  • 学会等名: 第116回日本畜産学会大会
  • 発表場所: 安田女子大学、広島市
• [学会発表] 筋線維の核内受容体PPARδを活性化する新規食品成分検索 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石井もも子ら
  • 学会等名: 第116回日本畜産学会大会
  • 発表場所: 安田女子大学、広島市
• [学会発表] 活性化マクロファージは筋芽細胞の遊走性の調節に関与する (2013)
  • 著者名/発表者名: 坂口昇平ら
  • 学会等名: 第116回日本畜産学会大会
  • 発表場所: 安田女子大学、広島市
• [学会発表] Syndecan-3 may implicate in regulation of neural chemorepellent Sema3A expression in satellite cells (2013)
  • 著者名/発表者名: ド・マイコイら
  • 学会等名: 第116回日本畜産学会大会
  • 発表場所: 安田女子大学、広島市
• [学会発表] 筋肉細胞分化時における筋幹細胞マーカーPax7とセマフォリン3Aの機能解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村真子ら
  • 学会等名: 第116回日本畜産学会大会
  • 発表場所: 安田女子大学、広島市
• [学会発表] 筋幹細胞による筋線維型の自律制御機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鈴木貴弘ら
  • 学会等名: 第116回日本畜産学会大会（優秀発表賞応募演題）
  • 発表場所: 安田女子大学、広島市
• [学会発表] 運動によるダイレクトな遺伝子発現制御の解明 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐藤祐介
  • 学会等名: 日本畜産学会若手企画委員会主催 懇親・交流会
  • 発表場所: 安田女子大学、広島市
• [学会発表] 食品で筋線維タイプを変えることは可能か？ (2013)
  • 著者名/発表者名: 水野谷 航
  • 学会等名: 独立行政法人国立精神・神経医療研究センター神経研究所セミナー
  • 発表場所: 独立行政法人国立精神・神経医療研究センター神経研究所、小平市
  • 招待講演
• [学会発表] Change of skeletal muscle fiber types by n-3 poly unsaturated fatty acid (2012)
  • 著者名/発表者名: Komiya Y., Mizunoya W., Anderson J.E., Goto T., Takahashi N., Kawada T., Nakamura M., Tatsumi R.and Ikeuchi Y
  • 学会等名: 2012 FASEB Science Research Conference on "Skeletal Muscle Satellite & Stem Cells"
  • 発表場所: Lucca, Italy
  • 年月日: 2012-08-12
• [学会発表] n-3 系不飽和脂肪酸による骨格筋線維タイプの変換 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小宮佑介, 水野谷航, 後藤剛, 高橋信之, 河田照雄, 中村真子, 佐藤祐介, 辰巳隆一, 池内義秀
  • 学会等名: 第115回日本畜産学会大会(優秀発表賞受賞)
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2012-03-28
• [学会発表] n-3系不飽和脂肪酸による骨格筋線維タイプの変換 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小宮佑介
  • 学会等名: 日本畜産学会第115回大会優秀発表賞
  • 発表場所: 名古屋大学(名古屋)
  • 年月日: 2012-03-28
• [学会発表] Mechano-Sensing Calcium-Influx Machinery that Instigates Skeletal Muscle Satellite Cell Activation (2012)
  • 著者名/発表者名: Tatsumi et al.
  • 学会等名: 2012 FASEB Science Research Conference on “Skeletal Muscle Satellite & Stem Cells”
  • 発表場所: Barga, Lucca, Italy
• [学会発表] Semaphorin 3A regulates the early differentiation of satellite cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Suzuki et al.
  • 学会等名: 2012 FASEB Science Research Conference on “Skeletal Muscle Satellite & Stem Cells”
  • 発表場所: Barga, Lucca, Italy
• [学会発表] Heparan/chondroitin sulfate chains may mediate HGF/FGF2-induced up-regulation of neural chemorepellent Sema3A in satellite cell cultures (2012)
  • 著者名/発表者名: Do et al.
  • 学会等名: 2012 FASEB Science Research Conference on “Skeletal Muscle Satellite & Stem Cells”
  • 発表場所: Barga, Lucca, Italy
• [学会発表] Change of skeletal muscle fiber types by n-3 poly unsaturated fatty acid (2012)
  • 著者名/発表者名: Komiya et al.
  • 学会等名: 2012 FASEB Science Research Conference on “Skeletal Muscle Satellite & Stem Cells”
  • 発表場所: Barga, Lucca, Italy
• [学会発表] APOBEC2 deficiency causes increased autophagy and abnormal mitochondria in skeletal muscle (2012)
  • 著者名/発表者名: Sato et al.
  • 学会等名: 2012 FASEB Science Research Conference on “Skeletal Muscle Satellite & Stem Cells”
  • 発表場所: Barga, Lucca, Italy
• [学会発表] 脂肪酸が骨格筋線維タイプに及ぼす影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 水野谷航ら
  • 学会等名: 精神・神経疾患研究開発費「筋ジストロフィーに対するトランスレーショナル・リサーチ」 の班会議（招待講演）
  • 発表場所: JA共済ビル カンファエレンス・ホール, 東京都千代田区
  • 招待講演
• [学会発表] 神経軸索成長ガイダンス因子semaphorin 3Aによる筋線維型の制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木貴弘ら
  • 学会等名: 精神・神経疾患研究開発費「筋ジストロフィーに対するトランスレーショナル・リサーチ」 の班会議（招待講演）
  • 発表場所: JA共済ビル カンファエレンス・ホール, 東京都千代田区
  • 招待講演
• [学会発表] ペアードボックス転写因子Pax7とセマフォリン3Aによる筋肉細胞分化制御機構の解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村真子ら
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡, 福岡市
• [学会発表] マウス骨格筋線維を用いた筋内脂肪量評価系の構築 (2012)
  • 著者名/発表者名: 澤野祥子ら
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡, 福岡市
• [学会発表] 大豆イソフラボン摂取によるラット骨格筋の線維型の変化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 水野谷航
  • 学会等名: 第65回日本栄養・食糧学会大会
  • 発表場所: お茶の水女子大学(東京)
  • 年月日: 2011-05-13
• [学会発表] Novel nitric oxide donor alleviates detrimental effects of prednisone on diaphragm muscle of dystrophic mdx mice (2010)
  • 著者名/発表者名: Mizunoya W., Upadhaya R. and Anderson J.E
  • 学会等名: The 6th International Conference on the BiologyChemistry, and Therapeutic Applications of Nitric Oxide
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2010-06-16
• [学会発表] Novel nitric oxide donor alleviates detrimental effects of prednisone on diaphragm muscle of dystrophic mdx mice. (2010)
  • 著者名/発表者名: Wataru Mizunoya
  • 学会等名: The 6th International Conference on the Biology, Chemistry, and Therapeutic Applications of Nitric Oxide
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都)
  • 年月日: 2010-06-16
• [学会発表] 魚油摂取はラット骨格筋の線維型を遅筋型の方向へ移行させる (2010)
  • 著者名/発表者名: 水野谷航, 岩本洋平, Rahimi Razin Farzaneh, 辰巳隆一, 池内義秀
  • 学会等名: 第64回日本栄養・食糧学会大会
  • 発表場所: 徳島
  • 年月日: 2010-05-23
• [学会発表] 魚油摂取はラット骨格筋の線維型を遅筋型の方向へ移行させる (2010)
  • 著者名/発表者名: 水野谷航
  • 学会等名: 第64回日本栄養・食糧学会大会
  • 発表場所: アスティとくしま(徳島)
  • 年月日: 2010-05-23
• [図書] Myogenesis (Chapter 6. Single muscle-fiber isolation and culture for cellular, molecular, pharmacological, and evolutionary studies) (2011)
  • 著者名/発表者名: Anderson, et al
  • 総ページ数: 558
  • 出版者: Springer New York Dordrecht Heidelberg London
• [備考]
  • URL: http://www.agr.kyushu-u.ac.jp/lab/muscle_and_meat/
• [産業財産権] AGENT DERIVED FROM NATURAL MATERIALS WHICH ACTIVATES PPAR δ AND AGENT FOR INCREASING SLOW-TWITCH MUSCLE FIBER (2013)
  • 発明者名: 水野谷航, 清水邦義
  • 権利者名: 水野谷航, 清水邦義
  • 出願年月日: 2013-03-22
  • 外国
• [産業財産権] AGENT DERIVED FROM NATURAL MATERIALS WHICH ACTIVATES PPAR δ AND AGENT FOR INCREASING SLOW-TWITCH MUSCLE FIBER (2013)
  • 発明者名: 水野谷 航 清水 邦義
  • 権利者名: 水野谷 航 清水 邦義
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2013-03-22
  • 外国