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骨格筋機能維持・改善にむけた分子栄養学的基盤研究

研究課題

研究課題/領域番号 23K24778
補助金の研究課題番号 22H03521 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
応募区分一般
審査区分 小区分59040:栄養学および健康科学関連
研究機関東京慈恵会医科大学

研究代表者

山澤 徳志子  東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (00282616)

研究分担者 木村 良一  山陽小野田市立山口東京理科大学, 共通教育センター, 准教授 (20343022)
福田 紀男  東京慈恵会医科大学, 医学部, 准教授 (30301534)
小比類巻 生  東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (40548905)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2024年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2023年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2022年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
キーワード骨格筋 / カルシウム / 筋萎縮 / リアノジン受容体 / 機能性表示食品素材 / ライブイメージング
研究開始時の研究の概要

骨格筋の萎縮・肥大機構を理解するために、1) 坐骨神経切除による筋萎縮の過程をCTで筋肉量などを測定し、回復過程をギブス固定法で誘発し、肥大を観察する。再生過程はMRIで撮影する。2) 生体内の骨格筋に新たなイメージング法を確立し、Ca2+濃度とサルコメア長を観察し、CT結果と関連性を明らかにする。3) 400種以上の機能性食品素材をスクリーニングは、C2C12細胞を用いて行う。促進効果があるものは個体レベルで検証し、筋萎縮抑制や肥大促進の可能性を探る。

研究実績の概要

健康を維持するためには、「適度な運動とバランスの取れた食事(栄養)」が推奨されている。筋力低下を防ぐために運動は重要であるが、運動することが困難な高齢者などにおいては運動の効果を栄養で補充できるよう、骨格筋の萎縮を防ぎ機能を改善する機能性食品が必要となる。筋活動を維持することは、肥満や骨折を予防するだけでなく、健康寿命の延伸にも極めて重要である。
骨格筋の萎縮を防ぎ、機能を改善することを目指し、新たに開発する生体内骨格筋in vivoイメージング法を用いて、従来は不可能であった筋萎縮過程の横紋構造とオルガネラ内(ミトコンドリア、小胞体)のCa2+動態を高精度に計測・解析析し、骨格筋の機能維持・改善する分子メカニズムを明らかにすることを目指している。
前年度に引き続き、本研究の目的である骨格筋in vivoイメージング法の確立を進め、遺伝子型の蛍光プローブを骨格筋に発現させるための実験系の確立を行った。今年度は、骨格筋への遺伝子導入を安定化させた。また、生きたマウスの骨格筋を乾燥させずに正立顕微鏡下で観察することが可能となった。筋肉の横紋構造の最小単位であるサルコメアを可視化することに成功した。現在、呼吸による動きを最小限に抑えるための改良を行っている。
加えて、今年度から参加した研究分担者(木村)と協力し、次年度の研究計画「機能性食品素材のスクリーニング」に必要なPCで制御可能な溶液交換システムの構築に取り組んだ。試作のプロトタイプは完成し、さらなる改良により完成度を高める作業を進めている。

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

生きたマウスの骨格筋の最小単位であるサルコメアの可視化に成功し、本研究計画の柱である生体内骨格筋in vivoイメージング法が概ね確立できたため

今後の研究の推進方策

研究計画の大きな変更は予定していない。当初の研究計画に沿って次年度も研究を推進し、研究期間内に最大限の成果が得られるよう努める。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 4件、 招待講演 7件)

  • [雑誌論文] Trans-scale thermal signaling in biological systems2023

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Madoka、Liu Chujie、Oyama Kotaro、Yamazawa Toshiko
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 174 号: 3 ページ: 217-225

    • DOI

      10.1093/jb/mvad053

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mice with R2509C-RYR1 mutation exhibit dysfunctional Ca2+ dynamics in primary skeletal myocytes2022

    • 著者名/発表者名
      Tsuboi Yoshitaka、Oyama Kotaro、Kobirumaki-Shimozawa Fuyu、Murayama Takashi、Kurebayashi Nagomi、Tachibana Toshiaki、Manome Yoshinobu、Kikuchi Emi、Noguchi Satoru、Inoue Takayoshi、Inoue Yukiko U.、Nishino Ichizo、Mori Shuichi、Ishida Ryosuke、Kagechika Hiroyuki、Suzuki Madoka、Fukuda Norio、Yamazawa Toshiko
    • 雑誌名

      Journal of General Physiology

      巻: 154 号: 11

    • DOI

      10.1085/jgp.202213136

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Heat-hypersensitive mutants of ryanodine receptor type 1 revealed by microscopic heating2022

    • 著者名/発表者名
      Oyama Kotaro、Zeeb Vadim、Yamazawa Toshiko、Kurebayashi Nagomi、Kobirumaki-Shimozawa Fuyu、Murayama Takashi、Oyamada Hideto、Noguchi Satoru、Inoue Takayoshi、Inoue Yukiko U.、Nishino Ichizo、Harada Yoshie、Fukuda Norio、Ishiwata Shin’ichi、Suzuki Madoka
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 119 号: 32

    • DOI

      10.1073/pnas.2201286119

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Functional analysis of Ca2+ signaling in a mouse model of malignant hyperthermia2024

    • 著者名/発表者名
      Toshiko Yamazawa, Takashi Murayama, Nagomi Kurebayashi, Kotaro Oyama, Madoka Suzuki
    • 学会等名
      Biophysical Society 68th Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 悪性高熱症モデルマウス骨格筋における細胞内Ca2+シグナリング2024

    • 著者名/発表者名
      山澤 德志子
    • 学会等名
      日本生理学会第101回記念大会 他学会連携委員会企画シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] モデル動物を用いた筋肉熱シグナリング破綻の個体解析2023

    • 著者名/発表者名
      山澤 德志子
    • 学会等名
      日本体力医学会特別大会-2023東京シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] MHモデルマウスにおける熱誘導性Ca2+放出機構と細胞内温度変化2023

    • 著者名/発表者名
      山澤 德志子
    • 学会等名
      生理研研究会「細胞システム理解のためのシグナル応答原理解明の最前線」
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Dysfunctional muscle Ca2+-thermal signaling in MH model mice2023

    • 著者名/発表者名
      Toshiko Yamazawa, Kotaro Oyama, Takashi Murayama, Nagomi Kurebayashi, Yoshitaka Tsuboi, Satoru Noguchi, Norio Fukuda, Madoka Suzuki
    • 学会等名
      Gordon Research Conference, Muscle: Excitation-Contraction Coupling
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大気圧走査電子顕微鏡(ASEM)による組織における分泌顆粒のイメージング2023

    • 著者名/発表者名
      山澤德志子、佐藤主税
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第79回学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Dysfunctional muscle Ca2+-thermal signaling in malignant hyperthermia model mice2023

    • 著者名/発表者名
      Toshiko Yamazawa
    • 学会等名
      Australian Physiological Society (AuPS2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Characterization of type 1 ryanodine receptor knock-in mice with malignant hyperthermia-associated mutations.2023

    • 著者名/発表者名
      Toshiko Yamazawa
    • 学会等名
      The 10th Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies Congress (FAOPS 2023)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 新規モデル動物を用いた骨格筋における1型リアノジン受容体の機能解析2023

    • 著者名/発表者名
      山澤德志子
    • 学会等名
      日本生理学会第100回記念大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 筋肉熱シグナリングの破綻2022

    • 著者名/発表者名
      山澤德志子
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 骨格筋における熱によるカルシム放出2022

    • 著者名/発表者名
      山澤德志子
    • 学会等名
      第96回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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