2型糖尿病の筋力低下を防止する骨格筋ミトコンドリアの新たな制御機構の解明

• 研究課題/領域番号: 22K17745
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分59020:スポーツ科学関連
• 研究機関: 長崎国際大学
• 研究代表者: 江島 弘晃 長崎国際大学, 人間社会学部, 講師 (80759259)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023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); 2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2022年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 骨格筋 / カルシウム / 糖尿病 / 治療法 / 筋力 / 肥満

研究開始時の研究の概要

２型糖尿病は世界各国で健康問題を脅かす重篤な疾患として蔓延し、生活習慣病のみならず癌、認知症などのリスクファクターである。２型糖尿病は糖代謝の障害とともに骨格筋の筋力低下が生じ、これは運動機能低下のリスクを高めることから今後の超高齢化社会に深刻な影響をもたらす可能性がある。本研究では、2型糖尿病の筋細胞内Ca2+制御におけるミトコンドリアの役割を明らかにすることで本症の筋力低下の全容解明を目指す。

研究実績の概要

２型糖尿病は世界各国で健康問題を脅かす重篤な疾患として蔓延し、生活習慣病のみならず
癌、認知症などのリスクファクターである。２型糖尿病は糖代謝の障害とともに骨格筋の筋
力低下が生じ、これは運動機能低下とその後の転倒および寝たきりのリスクを高めることか
ら、今後の超高齢化社会に深刻な影響をもたらす可能性がある。前年度は、２型糖尿病の骨格筋にミトコンドリアCa2+動態の異常があるか否か明らかにし、ミトコンドリアCa2+動態の異常を緩和する運動療法の効果を検証して、一定の成果を得られた。今年度はデータを蓄積することで研究成果をまとめてハイインパクトの国際雑誌に掲載させることを計画した。モデルを変更させ、薬理学的処置による1型糖尿病モデルを用いて検証を実施したところ、２型糖尿病モデルと同様に骨格筋の筋力低下とミトコンドリアCa2+動態の異常を見出した。また、細胞死阻害剤の投与により２型糖尿病モデルの骨格筋の萎縮と筋力低下の改善を見出した。以上の結果から、1型、2型ともに糖尿病の状態は骨格筋の萎縮と筋力低下が見られ、ミトコンドリアCa2+動態の異常が関与することを発見した。そのため、前年度同様に予想以上の研究の進展が見られた。

現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

実験の進捗が大幅に見られたため、論文化にすることで研究成果の公表に努める。

今後の研究の推進方策

前年度同様に初年度に実験に必要な機器や試薬を購入することで研究の大幅な進捗が見られた。今後は研究成果を国際誌に掲載することで成果公表に努める。すでに論文を原稿執筆を準備段階にある。

研究成果

• [雑誌論文] Sedentary behavior in mice induces metabolic inflexibility by suppressing skeletal muscle pyruvate metabolism. (2024)
  • 著者名/発表者名: Siripoksup P, Cao G, Cluntun AA, Maschek JA, Pearce Q, Lang MJ, Jeong MY, Eshima H, Ferrara PJ, Opurum PC, Mahmassani ZS, Peterlin AD, Watanabe S, Walsh MA, Taylor EB, Cox JE, Drummond MJ, Rutter J, Funai K.
  • 雑誌名: J Clin Invest. 巻: 1 号: 11
  • DOI: 10.1172/jci167371
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Inhibition of skeletal muscle Lands cycle ameliorates weakness induced by physical inactivity. (2023)
  • 著者名/発表者名: Shahtout JL, Eshima H, Ferrara PJ, Maschek JA, Cox JE, Drummond MJ, Funai K.
  • 雑誌名: bioRxiv 巻: 15(1) 号: 1 ページ: 319-330
  • DOI: 10.1002/jcsm.13406
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Lipid hydroperoxides promote sarcopenia through carbonyl stress (2023)
  • 著者名/発表者名: Eshima Hiroaki、Shahtout Justin L、Siripoksup Piyarat、Funai Katsuhiko et al.
  • 雑誌名: eLife 巻: 12
  • DOI: 10.7554/elife.85289
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A chronic high‐fat diet does not exacerbate muscle atrophy in fast‐twitch skeletal muscle of aged mice (2023)
  • 著者名/発表者名: Tagawa Tsutomu、Eshima Hiroaki、Kakehi Saori、Kawamori Ryuzo、Watada Hirotaka、Tamura Yoshifumi
  • 雑誌名: Experimental Physiology 巻: 1 号: 7 ページ: 1-1
  • DOI: 10.1113/ep091106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impaired fatigue resistance, sarcoplasmic reticulum function, and mitochondrial activity in soleus muscle of db/db mice (2022)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto H, Eshima H, Kakehi S, Kawamori R, Watada H, Tamura Y.
  • 雑誌名: Physiol Rep. 巻: 10 号: 18
  • DOI: 10.14814/phy2.15478
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] サルコペニアと廃用性筋萎縮における 脂質ヒドロペルオキシドの役割 (2023)
  • 著者名/発表者名: 江島弘晃
  • 学会等名: 第13回分子骨格筋代謝研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 運動器に対する糖尿病の影響 (2023)
  • 著者名/発表者名: 江島弘晃
  • 学会等名: 日本糖尿病理学療法学会サテライトカンファレンス・シンポジウム3 運動器疾患と糖尿病
  • 招待講演
• [学会発表] 肥満・糖尿病を予防する健康科学の最新知見 (2022)
  • 著者名/発表者名: 江島弘晃
  • 学会等名: 第77回日本体力医学会大会
• [学会発表] 糖尿病性筋萎縮を理解するための新しい洞察～カルシウム代謝不全～ (2022)
  • 著者名/発表者名: 江島弘晃
  • 学会等名: 第77回日本体力医学会大会
• [学会発表] 糖尿病と骨格筋異常の病態 (2022)
  • 著者名/発表者名: 江島弘晃
  • 学会等名: 日本物理療法研究会 第4回 SIGカンファレンス
  • 招待講演
• [学会発表] Novel insight into understanding diabetic myopathy; calcium dysregulation (2022)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Eshima
  • 学会等名: 3rd Edition of World Congress on “Endocrinology, Diabetes and Metabolism”
  • 招待講演
• [備考] 江島研究室 -The Eshima Lab-
  • URL: https://eshimahiroaki.com/