骨格筋の遅筋特性獲得機序解明とその予測モデルの構築

• 研究課題/領域番号: 26282184
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: スポーツ科学
• 研究機関: 静岡県立大学
• 研究代表者: 三浦 進司 静岡県立大学, 食品栄養科学部, 教授 (10342932)
• 研究分担者: 守田 昭仁 静岡県立大学, 食品栄養科学部, 助教 (40239653)
• 連携研究者: 亀井 康富 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (70300829) ; 河野 史倫 松本大学, 健康科学研究科, 准教授 (90346156) ; 福崎 英一郎 大阪大学, 工学系研究科, 教授 (40273594) ; 閔 俊哲 静岡県立大学, 薬学部, 助教 (10453060)
• 研究協力者: 佐藤 友紀 静岡県立大学, 大学院 薬食生命科学総合学府 ; 妹尾 奈波 静岡県立大学, 大学院 薬食生命科学総合学府
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円); 2016年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2015年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2014年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
• キーワード: リン脂質 / 筋線維タイプ変化 / 運動トレーニング / 筋萎縮 / PGC-1 / FOXO1 / メタボロミクス / lipidomics / 健康・スポーツ科学 / スポーツ生理学

研究成果の概要

転写共役因子PGC-1αは、ミトコンドリア生合成に関わる遺伝子を系統的に発現制御する。PGC-1αを骨格筋特異的に過剰発現させたマウスでは、筋線維タイプの遅筋化、ミトコンドリア量増加、毛細血管新生など持久運動トレーニング効果を模する表現型を示し、運動持久力が向上することを見出した。本研究では、このマウスの骨格筋で分岐鎖アミノ酸代謝の促進、TCAサイクルで利用される基質の供給量増加を認めた。最近、運動トレーニングが転写共役因子PGC-1α依存的にn-3系多価不飽和脂肪酸(特に22:6)含有リン脂質を増加させることを明らかにし、骨格筋リン脂質多様化メカニズムの一端を捉えることに成功した。

研究成果

• [国際共同研究] University of Chicago(米国)
• [雑誌論文] Muscle-specific deletion of BDK amplifies loss of myofibrillar protein during protein undernutrition. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ishikawa T, Kitaura Y, Kadota Y, Morishita Y, Ota M, Yamanaka F, Xu M, Ikawa M, Inoue N, Kawano F, Nakai N, Murakami T, Miura S, Hatazawa Y, Kamei Y, Shimomura Y.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 7 号: 1 ページ: 39825-39825
  • DOI: 10.1038/srep39825
  • NAID: 120006957417
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Improved skeletal muscle Ca2+ regulation in vivo following contractions in mice overexpressing PGC-1α. (2017)
  • 著者名/発表者名: Eshima, H., Miura, S., Senoo, N., Hatakeyama, K., Poole, D.C., and Kano, Y.
  • 雑誌名: Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 巻: 印刷中 号: 6 ページ: 1017-1028
  • DOI: 10.1152/ajpregu.00032.2017
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Deletion of the transcriptional coactivator PGC1α in skeletal muscles is associated with reduced expression of genes related to oxidative muscle function. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hatazawa Y, Minami K, Yoshimura R, Onishi T, Manio MC, Inoue K, Sawada N, Suzuki O, Miura S, Kamei Y.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 481 号: 3-4 ページ: 251-258
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.10.133
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Phosphorylation of 4EBP by oral leucine administration was suppressed in the skeletal muscle of PGC-1α knockout mice. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshimura R, Minami K, Matsuda J, Sawada N, Miura S, Kamei Y.
  • 雑誌名: Biosci Biotechnol Biochem. 巻: 80(2) 号: 2 ページ: 288-90
  • DOI: 10.1080/09168451.2015.1083397
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] PGC-1α-mediated changes in phospholipid profiles of exercise-trained skeletal muscle. (2015)
  • 著者名/発表者名: Senoo N, Miyoshi N, Goto-Inoue N, Minami K, Yoshimura R, Morita A, Sawada N, Matsuda J, Ogawa Y, Setou M, Kamei Y, Miura S.
  • 雑誌名: J Lipid Res. 巻: 56 号: 12 ページ: 2286-96
  • DOI: 10.1194/jlr.m060533
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Metabolomic Analysis of the Skeletal Muscle of Mice Overexpressing PGC-1α. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hatazawa Y, Senoo N, Tadaishi M, Ogawa Y, Ezaki O, Kamei Y, Miura S.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 10 号: 6 ページ: e0129084-e0129084
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0129084
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Glycerol 3-phosphate dehydrogenase 1 deficiency enhances exercise capacity due to increased lipid oxidation during strenuous exercise. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sato, T., Morita, A., Mori, N., and Miura, S.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 457 号: 4 ページ: 653-658
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.01.043
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] PGC-1α, a stimuli-inducible nuclear receptor coactivator: structural features and role in skeletal muscle metabolism gene regulation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kamei, Y., Hatazawa, Y., Yoshimura, R., and Miura, S.
  • 雑誌名: RNA and Transcription 巻: 1 ページ: 6-9
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effects of PGC-1α on control of microvascular P(O2) kinetics following onset of muscle contractions. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kano Y, Miura S, Eshima H, Ezaki O, Poole DC.
  • 雑誌名: J Appl Physiol 巻: 117 号: 2 ページ: 163-170
  • DOI: 10.1152/japplphysiol.00080.2014
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] PGC-1α-mediated branched-chain amino acid metabolism in the skeletal muscle. (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Hatazawa, M. Tadaishi, Y. Nagaike, A. Morita, Y. Ogawa, O. Ezaki, T. Takai-Igarashi, Y. Kitaura, Y. Shimomura, Y. Kamei*, S. Miura*
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 9 号: 3 ページ: e91006-e91006
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0091006
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The role of glycerol-3-phosphate dehydrogenase 1 in the progression of fatty liver after acute ethanol administration in mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sato, T., Morita, A., Mori, N., and Miura, S.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 444 号: 4 ページ: 525-530
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2014.01.096
  • 査読あり
• [雑誌論文] 運動と体の不思議を探るプロの知識・プロの技術「運動の分子生物学」 (2014)
  • 著者名/発表者名: 三浦進司
  • 雑誌名: 健康づくり 巻: 440 ページ: 12-15
• [雑誌論文] Mechanisms of exercise- and training-induced fatty acid oxidation in skeletal muscle (2014)
  • 著者名/発表者名: Miura, S., Tadaishi, M., Kamei, Y., and Ezaki, O.
  • 雑誌名: The Journal of Physical Fitness and Sports Medicine 巻: 3 号: 1 ページ: 43-53
  • DOI: 10.7600/jpfsm.3.43
  • NAID: 130003397904
  • ISSN: 2186-8123, 2186-8131
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] PGC-1α-mediated changes in phospholipid profiles of exercise-trained skeletal muscle. (2017)
  • 著者名/発表者名: Miura, S., Senoo, N., Miyoshi, N., Goto-Inoue, N., Minami, K., Yoshimura, R., Morita, A., Sawada, N., Matsuda, J., Ogawa, Y., Setou, M., and Kamei, Y.
  • 学会等名: 12th China-Japan Symposium on Health Sciences
  • 発表場所: Hangzhou, China
  • 年月日: 2017-02-10
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] PGC-1αによる筋機能調節：運動を分子レベルから考える (2016)
  • 著者名/発表者名: 三浦進司
  • 学会等名: 第23回日本未病システム学会学術総会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2016-11-05
  • 招待講演
• [学会発表] 筋萎縮時の骨格筋リン脂質分子種変化へのFOXO1の関与 (2016)
  • 著者名/発表者名: 妹尾奈波、小林絵理、三好規之、守田昭仁、亀井康富、三浦進司
  • 学会等名: 第７１回日本体力医学会大会
  • 発表場所: 盛岡
  • 年月日: 2016-09-23
• [学会発表] PGC-1α-mediated changes in phospholipid profiles of exercise-trained skeletal muscle. (2016)
  • 著者名/発表者名: Miura, S., Senoo, N., Miyoshi, N., Goto-Inoue, N., Minami, K., Yoshimura, R., Morita, A., Sawada, N., Matsuda, J., Ogawa, Y., Setou, M., and Kamei, Y.
  • 学会等名: 57th International Conference on the Bioscience of Lipids
  • 発表場所: Chamonix Mont-Blanc, France
  • 年月日: 2016-09-03
  • 国際学会
• [学会発表] FOXO1-induced atrophy changes in phospholipid profiles of skeletal muscle. (2016)
  • 著者名/発表者名: Senoo, N., Miyoshi, N., Kobayashi, E., Morita, A., Kamei, Y., and Miura, S.
  • 学会等名: 57th International Conference on the Bioscience of Lipids
  • 発表場所: Chamonix Mont-Blanc, France
  • 年月日: 2016-09-03
  • 国際学会
• [学会発表] PGC-1α新規アイソフォーム発見と骨格筋への影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 三浦進司
  • 学会等名: 第24回日本運動生理学会大会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2016-07-23
  • 招待講演
• [学会発表] PGC-1αを介した運動トレーニングによる骨格筋リン脂質分子種の変化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 妹尾奈波、三好規之、井上菜穂子、守田昭仁、澤田直樹、松田潤一郎、小川佳宏、瀬藤光利、亀井康富、三浦進司
  • 学会等名: 第58回日本脂質生化学会大会
  • 発表場所: 秋田
  • 年月日: 2016-06-09
• [学会発表] FOXO1を介した筋萎縮時の骨格筋リン脂質分子種の変化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 三浦進司、妹尾奈波、三好規之、守田昭仁、亀井康富
  • 学会等名: 第58回日本脂質生化学会大会
  • 発表場所: 秋田
  • 年月日: 2016-06-09
• [学会発表] PGC-1α-mediated changes in phospholipid profiles of exercise-trained skeletal muscle. (2016)
  • 著者名/発表者名: Miura, S., Senoo, N., Miyoshi, N., Goto-Inoue, N., Minami, K., Yoshimura, R., Morita, A., Sawada, N., Matsuda, J., Ogawa, Y., Setou, M., and Kamei, Y.
  • 学会等名: Experimental Biology 2016
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2016-04-02
  • 国際学会
• [学会発表] FOXO1-induced atrophy changes in phospholipid profiles of skeletal muscle. (2016)
  • 著者名/発表者名: Senoo, N., Miyoshi, N., Kobayashi, E., Morita, A., Kamei, Y., and Miura, S.
  • 学会等名: Experimental Biology 2016
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2016-04-02
  • 国際学会
• [学会発表] 骨格筋PGC-1αによる代謝調節 (2016)
  • 著者名/発表者名: 三浦進司、妹尾奈波、畑澤幸乃、只石幹、亀井康富、江崎治
  • 学会等名: 日本薬学会第136年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2016-03-28
  • 招待講演
• [学会発表] 運動トレーニングによる骨格筋中リン脂質分子種の変化へのPGC-1αの関与 (2015)
  • 著者名/発表者名: 妹尾奈波、三好規之、守田昭仁、亀井康富、三浦進司
  • 学会等名: 第７０回日本体力医学会大会
  • 発表場所: 和歌山
  • 年月日: 2015-09-19
• [学会発表] 骨格筋におけるエネルギー代謝制御研究の新展開 (2015)
  • 著者名/発表者名: 三浦進司
  • 学会等名: 第68回日本栄養・食糧学会中部支部大会
  • 発表場所: 静岡
  • 年月日: 2015-07-18
  • 招待講演
• [学会発表] PGC-1 alpha mediated changes of phospholipids profile in exercise trained skeletal muscle (2015)
  • 著者名/発表者名: Senoo, N., Miyoshi, N., Goto-Inoue, N., Morita, A., Sawada, N., Matsuda, J., Ogawa, Y., Setou, M., Kamei, Y., and Miura, S.
  • 学会等名: Cell Symposia: Exercise Metabolism
  • 発表場所: Amsterdam
  • 年月日: 2015-07-12
  • 国際学会
• [学会発表] Glycerol-3-phosphate dehydrogenase 1が運動持久力に及ぼす影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐藤友紀、守田昭仁、森展子、三浦進司
  • 学会等名: 第67回日本栄養・食糧学会中部支部大会
  • 発表場所: 静岡市
  • 年月日: 2014-11-22
• [学会発表] The roles of GPD1 in exercise capacity. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sato T, Morita A, Mori N, Miura S
  • 学会等名: The 19th Shizuoka Forum on Health and Longevity
  • 発表場所: 沼津市
  • 年月日: 2014-11-07 – 2014-11-08
• [学会発表] Establishment of in vitro screening system to identify functional foods activating PGC-1alpha and PPARs. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nagaike Y, Takeuchi A, Morita A, Kamei Y, Miura S
  • 学会等名: The 19th Shizuoka Forum on Health and Longevity
  • 発表場所: 沼津市
  • 年月日: 2014-11-07 – 2014-11-08
• [学会発表] Exercise training changes lipid composition in the skeletal muscle -Lipidomics analysis of PGC-1 alpha overexpressing skeletal muscle-. (2014)
  • 著者名/発表者名: Senoo N, Kobayashi E, Morita A, Kamei Y, Miyoshi N, Miura S
  • 学会等名: The 19th Shizuoka Forum on Health and Longevity
  • 発表場所: 沼津市
  • 年月日: 2014-11-07 – 2014-11-08
• [学会発表] 運動トレーニングによる骨格筋の遅筋特性獲得のメカニズム (2014)
  • 著者名/発表者名: 三浦進司、妹尾奈波、三好規之、只石幹、亀井康富、江崎治
  • 学会等名: 第６９回日本体力医学会大会
  • 発表場所: 長崎市
  • 年月日: 2014-09-19 – 2014-09-21
  • 招待講演
• [学会発表] 骨格筋代謝の遺伝子発現制御 (2014)
  • 著者名/発表者名: 亀井康富、三浦進司
  • 学会等名: 第６９回日本体力医学会大会
  • 発表場所: 長崎市
  • 年月日: 2014-09-19 – 2014-09-21
  • 招待講演
• [学会発表] 持久的トレーニングによる骨格筋での脂質組成変化 ～筋PGC-1αマウスでの検討～ (2014)
  • 著者名/発表者名: 三浦進司、妹尾奈波、三好規之、守田昭仁、亀井康富
  • 学会等名: 第６９回日本体力医学会大会
  • 発表場所: 長崎市
  • 年月日: 2014-09-19 – 2014-09-21
• [学会発表] 転写共役因子を介する骨格筋アミノ酸代謝調節；遺伝子改変マウスを用いた解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 畑澤幸乃、只石幹、長池祐太、守田昭仁、小川佳宏、江崎治、北浦靖之、下村吉治、亀井康富、三浦進司
  • 学会等名: 第６８回日本栄養・食糧学会大会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2014-05-30 – 2014-06-01
• [学会発表] 久的トレーニングによる骨格筋での脂質組成変化 ～筋PGC-1αマウスでの検討～ (2014)
  • 著者名/発表者名: 妹尾奈波、三好規之、守田昭仁、亀井康富、三浦進司
  • 学会等名: 第６８回日本栄養・食糧学会大会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2014-05-30 – 2014-06-01
• [学会発表] PGC-1α-mediated branched-chain amino acid metabolism in the skeletal muscle. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hatazawa, Y., Tadaishi, M., Nagaike, Y., Morita, A., Ogawa, Y., Ezaki, O., Kitaura, Y., Shimomura, Y., Kamei, Y., and Miura, S.
  • 学会等名: Experimental Biology 2014
  • 発表場所: San Diego
  • 年月日: 2014-04-26 – 2014-04-30
• [備考] 運動トレーニングによる骨格筋中リン脂質分子種の変化へのPGC-1αの関与
  • URL: http://dfns.u-shizuoka-ken.ac.jp/labs/nutrbioc/index3.html/Research9.html