運動による骨格筋肥大適応を決定づける分子機構の解明と新規介入法開発への応用

• 研究課題/領域番号: 26702028
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: スポーツ科学
• 研究機関: 名古屋工業大学 (2015-2017); 東京大学 (2014)
• 研究代表者: 小笠原 理紀 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10634602)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 22,880千円 (直接経費: 17,600千円、間接経費: 5,280千円); 2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円); 2016年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2015年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円); 2014年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
• キーワード: 骨格筋 / タンパク質代謝 / シグナル伝達 / 筋収縮 / 翻訳調節 / mTOR / ラパマイシン / 翻訳 / 翻訳開始 / 翻訳伸長 / 運動 / レジスタンス運動 / 代謝物 / ｍTOR / ラパマイシン感受性 / Akt / PRAS40 / p70S6K / 4E-BP1 / 栄養 / 遺伝子導入 / mTORC1 / mTORC2 / rapamycin / タンパク質合成 / AZD8055 / c-Myc / リボソーム

研究成果の概要

本研究では、運動による骨格筋肥大の分子メカニズムについて検討した。従来、運動による骨格筋肥大は免疫抑制剤ラパマイシンのターゲットであるタンパク質複合体mechanistic target of rapamycin complex 1 (mTORC1)を介すと考えられてきたが、我々はラパマイシンでは運動による骨格筋肥大を完全には抑制できないことを明らかにした。さらに、新規のメカニズムとしてラパマイシンでは抑制できないmTORC1の機能やmTORC2が筋タンパク質合成の調節を介して骨格筋肥大に関与していることを明らかにした。

研究成果

• [国際共同研究] University of Wisconsin-Madison(米国)
• [雑誌論文] Influence of past injurious exercise on fiber type-specific acute anabolic response to resistance exercise in skeletal muscle (2018)
  • 著者名/発表者名: Ryo Takagi, Riki Ogasawara, Junya Takegaki, Arata Tsutaki, Koichi Nakazato, Naokata Ishii
  • 雑誌名: Journal of Applied Physiology 巻: 124 号: 1 ページ: 16-22
  • DOI: 10.1152/japplphysiol.00480.2017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of contraction mode and stimulation frequency on electrical stimulation-induced skeletal muscle hypertrophy (2018)
  • 著者名/発表者名: Yuki Ashida, Koichi Himori, Daisuke Tatebayashi, Ryotaro Yamada, Riki Ogasawara, Takashi Yamada
  • 雑誌名: Journal of Applied Physiology 巻: 124 号: 2 ページ: 341-348
  • DOI: 10.1152/japplphysiol.00708.2017
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Rapamycin-insensitive mTOR regulates basal and resistance exercise-induced muscle protein synthesis (2018)
  • 著者名/発表者名: Riki Ogasawara, Takeshi Suginihara
  • 雑誌名: FASEB Journal 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Relationship between exercise volume and muscle protein synthesis in a rat model of resistance exercise (2017)
  • 著者名/発表者名: Riki Ogasawara, Yuki Arihara, Junya Takegaki, Koichi Nakazato, Naokata Ishii
  • 雑誌名: Journal of Applied Physiology 巻: 123 号: 4 ページ: 710-716
  • DOI: 10.1152/japplphysiol.01009.2016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Repeated bouts of resistance exercise with short recovery periods activates mTOR signaling, but not protein synthesis, in mouse skeletal muscle (2017)
  • 著者名/発表者名: Junya Takegaki, Riki Ogasawara, Yuki Tamura, Ryo Takagi, Yuki Arihara, Arata Tsutaki, Koichi Nakazato, Naokata Ishii
  • 雑誌名: Physiological Reports 巻: 5 号: 22
  • DOI: 10.14814/phy2.13515
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Combined effects of resistance training and calorie restriction on mitochondrial fusion and fission proteins in rat skeletal muscle (2016)
  • 著者名/発表者名: Kitaoka Y, Nakazato K, Ogasawara R
  • 雑誌名: Journal of Applied Physiology 巻: 121 号: 3 ページ: 806-8010
  • DOI: 10.1152/japplphysiol.00465.2016
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The role of mTOR signalling in the regulation of skeletal muscle mass in a rodent model of resistance exercise. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ogsawara, R., Fujita, S., Hornberger, T., Kitaoka, Y., Makanae, Y., Nakazato, K. and Ishii, N.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 号: 1 ページ: 31142-31142
  • DOI: 10.1038/srep31142
  • 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] Effect of electrical stimulation-induced resistance exercise on mitochondrial fission and fusion proteins in rat skeletal muscle (2015)
  • 著者名/発表者名: Yu Kitaoka, Riki Ogasawara, Yuki Tamura, Satoshi Fujita, Hideo Hatta
  • 雑誌名: Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism 巻: 40 号: 11 ページ: 1137-1142
  • DOI: 10.1139/apnm-2015-0184
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] The role of rapamycin-insensitive mTOR signaling in the regulation of muscle protein synthesis in a rat model of resistance exercise (2017)
  • 著者名/発表者名: Riki Ogasawara, Takeshi Suginihara
  • 学会等名: Experimental Biology 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Resistance training with short interval does not induce skeletal muscle hypertrophy in rats (2017)
  • 著者名/発表者名: Junya Takegaki, Takaya Kotani, Riki Ogasawara, Arata Tsutaki, Koichi Nakazato, Naokata Ishii
  • 学会等名: Experimental Biology 2017
  • 国際学会
• [学会発表] Visualizing spaciotemporal and quantitative dynamics of ATP levels in mouse (2017)
  • 著者名/発表者名: Ishihara Y, Ohtsuki G, Miwa H, Aoki H, Tsuchida H, Ogasawara R, Sakamoto K, Yanagita M, Imamura H, Yamamoto M
  • 学会等名: Cell Symposia
  • 国際学会
• [学会発表] High frequency resistance training does not cause skeletal muscle hypertrophy due to activation of proteolytic systems in rat skeletal muscle (2017)
  • 著者名/発表者名: Takegaki J, Ogasawara R, Tsutaki A, Nakazato K, Ishii N
  • 学会等名: Cell Symposia
  • 国際学会
• [学会発表] 骨格筋培養細胞におけるc-myc過剰発現が筋タンパク質合成に及ぼす影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 杉野原武史, 東田一彦, 小笠原理紀
  • 学会等名: 第72回日本体力医学会大会
• [学会発表] レジスタンス運動によって活性化されるラパマイシン非感受性mTORシグナルの解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小笠原理紀, 杉野原武史, 池田千咲, 大矢知恵梨, 松井俊憲, 松波京
  • 学会等名: 第72回日本体力医学会大会
• [学会発表] セッション間の回復時間の違いが レジスタンス運動後の筋タンパク質分解系に与える影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 竹垣淳也，小谷鷹哉，小笠原理紀，蔦木新，中里浩一，石井直方
  • 学会等名: 第72回日本体力医学会大会
• [学会発表] セッション間の回復時間の違いが同強度・同回数のレジスタンス運動の効果に与える影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 竹垣淳也，小笠原理紀，小谷鷹哉，蔦木新，中里浩一，石井直方
  • 学会等名: 第25回日本運動生理学会大会
• [学会発表] 収縮様式および刺激頻度の違いが神経－筋電気刺激トレーニングによる筋肥大効果に及ぼす影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 芦田雪, 檜森弘一, 館林大介, 山田遼太郎, 小笠原理紀, 山田崇史
  • 学会等名: 第72回日本体力医学会大会
• [学会発表] レジスタンス運動による筋タンパク質合成増加におけるmTORの役割 (2017)
  • 著者名/発表者名: 杉之原武史, 小笠原理紀
  • 学会等名: 第21回日本体力医学会東海地方会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] 筋収縮様式の変化がレジスタンストレーニング適応時の筋タンパク質合成に及ぼす影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小笠原理紀, 對馬大介, 礒野友里絵, 杉野原武史, 丸山湧己, 中里浩一
  • 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] mTORのATP拮抗阻害剤はラパマイシンとは異なり筋収縮による筋タンパク質合成の増加を完全に抑制する (2016)
  • 著者名/発表者名: 小笠原理紀
  • 学会等名: 第2回日本筋学会学術集会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-08-05
• [学会発表] 骨格筋量調節におけるリボソーム生合成の役割 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小笠原理紀
  • 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] 食事制限がレジスタンストレーニングによる骨格筋量とミトコンドリア関連タンパク質の変化に及ぼす影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小笠原理紀, 北岡祐, 中里浩一
  • 学会等名: 第70回日本栄養・食糧学会大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2016-05-13
• [学会発表] レジスタンストレーニングによる筋肥大におけるmTORの役割 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小笠原理紀, 藤田聡
  • 学会等名: 第20回日本体力医学会東海学術集会
  • 発表場所: 中京大学
  • 年月日: 2016-03-13
• [学会発表] ラパマイシンはレジスタンストレーニングによる筋肥大を完全には抑制しない (2016)
  • 著者名/発表者名: 小笠原理紀
  • 学会等名: 第4回骨格筋生物学研究会
  • 発表場所: 松本大学
  • 年月日: 2016-03-04
• [学会発表] 運動によるラパマイシン感受性mTOR活性化と骨格筋適応 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小笠原理紀
  • 学会等名: 第33回筋肉の会
  • 発表場所: 盛岡
  • 招待講演
• [学会発表] 筋収縮によるmTORC1活性化はPGC-1α発現量の増加に関与しない (2015)
  • 著者名/発表者名: 小笠原理紀, 北岡祐, 東田一彦, 中里浩一, 藤田聡
  • 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: 2015-09-18
• [学会発表] Effect of resistance exercise on mitochondrial fission and fusion proteins in rat skeletal muscle (2015)
  • 著者名/発表者名: Kitaoka Y, Ogasawara R, Tamura Y, Fujita S, Hatta H
  • 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: 2015-09-18
• [学会発表] Resistance exercise and mitochondrial dynamics (2015)
  • 著者名/発表者名: Kitaoka Y, Ogasawara R, Tamura Y, Fujita S, Hatta H
  • 学会等名: Cell Symposia
  • 発表場所: Amsterdam, Netherlands
  • 年月日: 2015-07-12
  • 国際学会
• [学会発表] The role of resistance exercise-induced mTORC1 activation in the regulation of protein synthesis and muscle mass. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ogasawara R, Makanae Y, Ishii N, Fujita S.
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Laboratory Meeting on Exercise Science and Health
  • 発表場所: Cold Spring Harbor Laboratory（ニューヨーク、アメリカ）
  • 年月日: 2015-03-09 – 2015-03-11
• [備考] 小笠原理紀研究室ホームページ
  • URL: http://muscle.web.nitech.ac.jp/
• [備考] 研究者データベースシステム
  • URL: http://researcher.nitech.ac.jp/html/100000423_ja.html
• [備考] 小笠原理紀研究室
  • URL: http://muscle.web.nitech.ac.jp/
• [備考] 名古屋工業大学研究者データベース
  • URL: http://researcher.nitech.ac.jp/html/100000423_ja.html