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2013 年度 実績報告書

熱ストレス負荷が骨格筋萎縮を抑制するメカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 11J11122
研究機関順天堂大学

研究代表者

吉原 利典  順天堂大学, スポーツ健康科学部, 特別研究員(PD)

キーワード温熱負荷 / 廃用性筋萎縮 / 機械的人工換気モデル / 横隔膜 / 細胞内シグナル伝達 / アポトーシス系 / オートファジー系
研究概要

本年度得られた新たな知見として、カスパーゼ非依存的なアポトーシス誘導因子であるEndoGの発現量は、12時間のMVにより有意に増加するが、複数回の熱ストレス負荷はその増加を有意に低下することを示した。一方で、AIF発現量は熱ストレス負荷によって低下する傾向が認められたものの、MVによる効果は認められなかった。加えて、MVによって増加した筋原線維分画のユビキチン化タンパク質発現量には、熱ストレス負荷による抑制効果は認められなかった。
さらに、本年度は新たに摘出筋を用いたEx vivoの実験を実施した。実験動物には14週齢のWistar系雄性ラットを用い、ペントバルビタールナトリウムを腹腔内に過剰投与することにより安楽死させた後、横隔膜を単離した。単離した横隔膜からストリップを作成し、以下の条件でインキュベートした ; 1) Krebs溶液(37℃)、2) Krebs溶液(37℃)+阻害剤(Akt, mTOR, Caspase-3, Calpain阻害剤)、3) Krebs溶液(42℃)、4) Krebs溶液(42℃)+阻害剤。インキュベーション終了後、筋ストリップの余分な水分を拭き取り液体窒素で凍結させ、その後ウェスタンブロット法による生化学的な分析を行った。その結果、オートファジー系の指標であるLC3IIタンパク質は熱ストレス負荷により53%程度低下したが、Akt阻害剤存在下では、その低下は34%程度に抑えられた(p<0.05)。また、Aktの下流のmTORの阻害剤存在下でも同様の傾向が認められた(p=0.080)。しかしながら、他の阻害剤の存在下では、熱ストレスによる細胞内シグナル伝達の変化には影響を与えなかった。これらことから、熱ストレス負荷による萎縮抑制効果にはAkt/FoxO-Autophagy系のクロストークが関与している可能性が示唆される。

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

おおむね計画通りに研究を遂行することができ、本年度の研究目的としては十分に達成することができたため。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Whey protein intake after resistance exercise activates mTOR signaling in a dose-denendent manner in human skeletal muscle.2014

    • 著者名/発表者名
      Kakigi R, et al.
    • 雑誌名

      European Journal of Applied Physiology

      巻: 114(4) ページ: 735-42

    • DOI

      10.1007/s00421-013-2812-

    • 査読あり
  • [雑誌論文] REPEATED HEAT TREATMENT ATTENUATES THE RAT DIAPHRAG MATIC CONTRACTILE DYSFUNCTION INDUCED BY MECHANICAL VENTILATION2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshihara T, et al.
    • 雑誌名

      Journal of Gravitational Physiology

      巻: (印刷中)

  • [雑誌論文] Time is a key factor to increase SIRT1 expression by endurance training in the rat plantaris muscle.2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshihara T, et al.
    • 雑誌名

      Advances in exercise and sports physiology

      巻: 19(4) ページ: 109

  • [学会発表] 熱ストレスがラット骨格筋mTORシグナルとHSP発現に及ぼす影響2014

    • 著者名/発表者名
      柿木 亮
    • 学会等名
      第91回 日本生理学会大会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      20140316-18
  • [学会発表] Changes in HDAC expressions in response to acute heat stress in rat skeletal muscle.2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshihara T
    • 学会等名
      13th Biennial Advances in Skeletal Muscle Biology in Health & Disease Conference
    • 発表場所
      フロリダ(アメリカ)
    • 年月日
      20140305-07
  • [学会発表] The effects of voluntary running during the growing period on bone tissue in Type 2 diabetic rats.2014

    • 著者名/発表者名
      Takamine Y
    • 学会等名
      13th Biennial Advances in Skeletal Muscle Biology in Health & Disease Conference
    • 発表場所
      フロリダ(アメリカ)
    • 年月日
      20140305-07
  • [学会発表] 複数回の熱ストレス負荷は機械的人工換気に誘発される横隔膜の収縮機能低下を軽減させる2013

    • 著者名/発表者名
      吉原利典
    • 学会等名
      第68回日本体力医学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20130921-23
  • [学会発表] 発育期における自発運動が2型糖尿病ラットの骨組織に与える影響2013

    • 著者名/発表者名
      高嶺由梨
    • 学会等名
      第68回日本体力医学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20130921-23
  • [学会発表] 最大下自転車運動によるヒト骨格筋Akt/mTORシグナル伝達の経時変化2013

    • 著者名/発表者名
      柿木亮
    • 学会等名
      第68回日本体力医学会大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20130921-23
  • [学会発表] 異なる強度および時間の持久的トレーニングがSIRT1シグナル伝達に及ぼす影響2013

    • 著者名/発表者名
      吉原利典
    • 学会等名
      第21回日本運動生理学会
    • 発表場所
      埼玉
    • 年月日
      20130727-28
  • [学会発表] 刺激温度条件の違いが筋損傷後の再生過程の生化学的特性に及ぼす影響2013

    • 著者名/発表者名
      杉浦崇夫
    • 学会等名
      第21回日本運動生理学会
    • 発表場所
      埼玉
    • 年月日
      20130727-28
  • [学会発表] Repeated Heat Treatment Attenuates the Rat Diaphragmatic Contractile Dysfunction Induced by Mechanical Ventilation.2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshihara T
    • 学会等名
      34th Annual Meeting International Gravitational Physiology
    • 発表場所
      愛知
    • 年月日
      20130623-28
  • [学会発表] 筋萎縮に対するAstaxanthin摂取の効果2013

    • 著者名/発表者名
      杉浦 崇夫
    • 学会等名
      第9回アスタキサンチン研究会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2013-09-20
    • 招待講演

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公開日: 2015-07-15  

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