超音波照射による筋肥大・萎縮抑制を促す機能性栄養素の筋内運搬システムの構築

2018 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K12934
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 藤野 英己 神戸大学, 保健学研究科, 教授 (20278998)
• 研究分担者: 石原 昭彦 京都大学, 人間・環境学研究科, 教授 (90184548) ; 近藤 浩代 名古屋女子大学, 家政学部, 准教授 (50333183)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 超音波 / ロイシン / 輸送 / 骨格筋

研究実績の概要

本研究では超音波照射や機能性栄養素による筋肥大や萎縮抑制を促す作用を検証することを目的とした。C2C12筋芽細胞を筋管細胞に分化させて実験を実施した。リポポリサッカライド（LPS）誘導性の筋萎縮モデルに対して、パルス超音波照射はインテグリンを介して、p38MAPKリン酸化を抑制し、Atrogin-1やTNFaの発現を減少させた。また、筋芽細胞C2C12を分化させた筋管細胞にLPS添加をさせた萎縮モデルを用いて、パルス超音波刺激の効果を検証した。超音波照射群では筋管細胞径、筋原線維タンパク質量、ミオシン重鎖タンパク質量の減少が減衰された。また、超音波照射ではインテグリン/focal adhesion kinase (FAK)のリン酸化の増加が観察され、P38MAPKリン酸化が減少し、TNFaも低下した。さらに骨格筋特有のユビキチンリガーゼであるAtrogin-1の増加を減衰させた。一方、超音波照射はIRAK4のリン酸化に影響を与えなかった。これらの研究結果より超音波照射はP38MAPKの活性化を抑制することで、骨格筋萎縮を予防することが可能であると考えられた。超音波照射はカヘキシー治療の補助手段として用いることが可能であると結論づけられた。さらにロイシンによる筋肥大の促進効果や超音波刺激による促進効果を検証したが、肥大促進効果は観察されなかった。これらの結果から超音波照射はカヘキシーによる萎縮抑制には有効であるが、正常筋を筋肥大させる様な効果は期待できないことが明確になった。一方、超音波のもつ周波数、パルス頻度等の特性を変化させることで、有効な刺激が可能とも考えられ、今後さらなる検証も必要と思われる。

研究成果

• [雑誌論文] Transcutaneous carbon dioxide attenuates impaired oxidative capacity in skeletal muscle in hyperglycemia (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto T, Tanaka M, Nakanishi R, Takuwa M, Hirabayashi T, Ono K, Ikeji T, Maeshige N, Sakai Y, Akisue T, Kondo H, Ishihara A, Fujino H.
  • 雑誌名: General Physiology and Biophysics 巻: 印刷中 ページ: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preventive effects of low-intensity exercise on cancer cachexia?induced muscle atrophy (2019)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Minoru、Sugimoto Ken、Fujimoto Taku、Xie Keyu、Takahashi Toshimasa、Akasaka Hiroshi、Kurinami Hitomi、Yasunobe Yukiko、Matsumoto Tomohiro、Fujino Hidemi、Rakugi Hiromi
  • 雑誌名: The FASEB Journal 巻: 印刷中 ページ: fj.201802430R
  • DOI: 10.1096/fj.201802430R
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibitory Effects of Short-Chain Fatty Acids and ω-3 Polyunsaturated Fatty Acids on Profibrotic Factors in Dermal Fibroblasts. (2019)
  • 著者名/発表者名: Maeshige N, Torii K, Tabuchi H, Imai M, Koga Y, Uemura M, Aoyama-Ishikawa M, Miyoshi M, Fujino H, Terashi H, Usami M.
  • 雑誌名: Eplasty 巻: 1 ページ: 19:e4
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Application of transcutaneous carbon dioxide improves capillary regression of skeletal muscle in hyperglycemia (2018)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto Tomohiro、Tanaka Masayuki、Ikeji Takuya、Maeshige Noriaki、Sakai Yoshitada、Akisue Toshihiro、Kondo Hiroyo、Ishihara Akihiko、Fujino Hidemi
  • 雑誌名: The Journal of Physiological Sciences 巻: 69 ページ: 317～326
  • DOI: 10.1007/s12576-018-0648-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protective effects of Brazilian propolis supplementation on capillary regression in the soleus muscle of hindlimb-unloaded rats (2018)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Masayuki、Kanazashi Miho、Maeshige Noriaki、Kondo Hiroyo、Ishihara Akihiko、Fujino Hidemi
  • 雑誌名: The Journal of Physiological Sciences 巻: 69 ページ: 223～233
  • DOI: 10.1007/s12576-018-0639-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of combined treatment with blood flow restriction and low-intensity electrical stimulation on diabetes mellitus-associated muscle atrophy in rats (2018)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Minoru、Morifuji Takeshi、Yoshikawa Madoka、Nakanishi Ryosuke、Fujino Hidemi
  • 雑誌名: Journal of Diabetes 巻: 11 ページ: 326～334
  • DOI: 10.1111/1753-0407.12857
  • 査読あり
• [雑誌論文] Remodeling of myelinated fibers and internal capillaries in distal peripheral nerves following aerobic exercise in aged rats (2018)
  • 著者名/発表者名: Sakita Masahiro、Murakami Shinichiro、Fujino Hidemi、Hayashi Satoshi、Kameyama Kazuyoshi、Saito Takafumi、Kumagai Shuzo
  • 雑誌名: Journal of Applied Physiology 巻: 125 ページ: 1051～1061
  • DOI: 10.1152/japplphysiol.00257.2018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exercise preconditioning attenuates atrophic mediators and preserves muscle mass in acute sepsis (2018)
  • 著者名/発表者名: Al-Nassan S.、Fujino H.
  • 雑誌名: General physiology and biophysics 巻: 37 ページ: 433～441
  • DOI: 10.4149/gpb_2018001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modulation of plantar pressure and gastrocnemius activity during gait using electrical stimulation of the tibialis anterior in healthy adults (2018)
  • 著者名/発表者名: Moriguchi Maiki、Maeshige Noriaki、Ueno Mizuki、Yoshikawa Yoshiyuki、Terashi Hiroto、Fujino Hidemi
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 13 ページ: e0195309
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0195309
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Changes in lipid metabolism and capillary density of the skeletal muscle following low-intensity exercise training in a rat model of obesity with hyperinsulinemia (2018)
  • 著者名/発表者名: Fujita Naoto、Aono Saki、Karasaki Kohei、Sera Fumi、Kurose Tomoyuki、Fujino Hidemi、Urakawa Susumu
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 13 ページ: e0196895
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0196895
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mild hyperbaric oxygen inhibits the growth-related decline in skeletal muscle oxidative capacity and prevents hyperglycemia in rats with type 2 diabetes mellitus (2018)
  • 著者名/発表者名: Nagatomo Fumiko、Takemura Ai、Roy Roland R.、Fujino Hidemi、Kondo Hiroyo、Ishihara Akihiko
  • 雑誌名: Journal of Diabetes 巻: 10 ページ: 753～763
  • DOI: 10.1111/1753-0407.12666
  • 査読あり
• [雑誌論文] 骨格筋の毛細血管からみた運動の役割 (2018)
  • 著者名/発表者名: 藤野英己
  • 雑誌名: 体育の科学 巻: 68 ページ: 649-653
• [学会発表] Preventive effects of capillary regression on Brazilian honeybee propolis in disused skeletal muscle of rats (2018)
  • 著者名/発表者名: Fujino H, Kondo H, Matsumoto T, Ono K, Ikeji T, Takuwa M, Hirabayashi T, Ishihara A.
  • 学会等名: Experimental Biology (San Diego)
  • 国際学会
• [学会発表] Effects of Transcutaneous Carbon Dioxide (CO2) on Hyperglycemia-Induced Capillary Regression in Skeletal Muscle (2018)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto T, Takuwa M, Hirabayashi T, Ikeji T, Ono K, Maeshige N, Kondo H, Fujino H
  • 学会等名: Experimental Biology (San Diego)
  • 国際学会
• [学会発表] Responses of Muscle Satellite Cells to Lemon Myrtle Supplementation Combined with Electrical Stimulation in Disuse-induced Skeletal Muscle Atrophy (2018)
  • 著者名/発表者名: Takuwa M, Matsumoto T, Hirabayashi T, Ikeji T, Ono K, Honda S, Yamamoto A, Maeshige N, Kondo H, Fujino H
  • 学会等名: Experimental Biology (San Diego)
  • 国際学会
• [学会発表] Preventive effects of medium-chain triglycerides supplementation on the dysfunction of mitochondrial oxidative phosphorylation in skeletal muscle under cachectic condition (2018)
  • 著者名/発表者名: Hirabayashi T, Tanaka T, Matsumoto T, Ikeji T, Ono K, Takuwa M, Maeshige N, Kondo H, Fujino H
  • 学会等名: Experimental Biology (San Diego)
  • 国際学会
• [学会発表] Protective effects of Enterococcus faecium strain R30 on transformation of slow to fast fiber under inactive condition (2018)
  • 著者名/発表者名: Ikeji T, Hirayama Y, Matsumoto T, Ono K, Takuwa M, Hirabayashi T, Takegaki A, Maeshige N, Kondo H, Fujino H
  • 学会等名: Experimental Biology (San Diego)
  • 国際学会
• [学会発表] A comparison of protective effects between electrical and pulsed-magnetic stimulation in the deep layer of skeletal muscles under disuse condition (2018)
  • 著者名/発表者名: Ono K, Nakanishi R, Matsumoto R, Takuwa M, Hirabayashi T, Ikeji T, Tanaka M, Maeshige N, Kondo H, Fujino H
  • 学会等名: Experimental Biology (San Diego)
  • 国際学会
• [学会発表] Fiber-type specificity of cancer cachexia-induced muscle wasting is phosphorylated p70S6K-dependent (2018)
  • 著者名/発表者名: Tanaka M, Matsumoto T, Sugimoto K, Fujino H
  • 学会等名: Experimental Biology (San Diego)
  • 国際学会
• [学会発表] erum Brain-derived neurotrophic factor promotes repair and regeneration of aged myelinated fibers via aerobic exercise (2018)
  • 著者名/発表者名: Sakita M, Murakami S, Isobe W, Kameyama K, Hayashi S, Fujino H
  • 学会等名: Experimental Biology (San Diego)
  • 国際学会
• [学会発表] Capillary density and succinate dehydrogenase in skeletal muscle on chronic kidney disease rats (2018)
  • 著者名/発表者名: Murakami S, Sakita M, Huo M, Kondo H, Hayashi S, Kameyama K, Fujino H
  • 学会等名: Experimental Biology (San Diego)
  • 国際学会
• [学会発表] Effects of Transcutaneous Application of Carbon Dioxide on diabetic muscle atrophy (2018)
  • 著者名/発表者名: Kondo H, Tani T, Naito K, Niimi Y, Nakane M, Sugiyama Y, Okayasu K, Takemoto H, Matsumoto T, Takuwa M, Hirabayashi T Ikeji T, Ono K, Fujino H
  • 学会等名: Experimental Biology (San Diego)
  • 国際学会
• [学会発表] 骨格筋の毛細血管退行に対するミツバチ産品摂取による予防効果 (2018)
  • 著者名/発表者名: 藤野英己，近藤浩代, 松本智博, 宅和美穂，平林卓己，石原昭彦
  • 学会等名: 第16回日本予防医学会学術総会 （神戸）
• [学会発表] 軽度高気圧高酸素曝露が糖尿病ラットの血糖値と骨格筋量に及ぼす効果 (2018)
  • 著者名/発表者名: 近藤浩代, 市川祐理江, 杉山皇花, 永野真理, 中根もえみ, 石原昭彦, 藤野英己
  • 学会等名: 第16回日本予防医学会学術総会 （神戸）
• [学会発表] 静的ストレッチングが骨関節疾患を有する運動習慣のない高齢者の動脈スティッフネスに及ぼす効果 (2018)
  • 著者名/発表者名: 森藤武, 藤野英己
  • 学会等名: 第26回日本運動生理学会大会（大阪）
• [学会発表] 高血糖による骨格筋酸化的リン酸化機能低下に対する経皮的炭酸ガス吸収法の効果 (2018)
  • 著者名/発表者名: 松本智博，近藤浩代，藤野英己
  • 学会等名: 第26回日本運動生理学会大会（大阪）
• [学会発表] 経皮的炭酸ガス吸収が糖尿病ラットの骨格筋及び血糖値に及ぼす影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 近藤浩代，松本智博，藤野英己
  • 学会等名: 第26回日本運動生理学会大会（大阪）
• [学会発表] 高齢女性の筋機能に対するブラジル産プロポリス摂取の改善効果 (2018)
  • 著者名/発表者名: 藤野英己，松本智博，近藤浩代
  • 学会等名: 第26回日本運動生理学会大会（大阪）
• [学会発表] 高血糖による骨格筋毛細血管減少に対する経皮的炭酸ガス吸収法の効果 (2018)
  • 著者名/発表者名: 松本智博, 宅和美穂, 平林卓巳, 池治拓也, 小野紘平, 近藤浩代, 藤野英己
  • 学会等名: 日本筋学会第４回学術集会（岡山）
• [学会発表] Honeybee products attenuate capillary regression in skeletal muscle under disuse condition (2018)
  • 著者名/発表者名: Fujino H, Kondo H, Kanazashi M, Tanaka M, Ishihara A
  • 学会等名: ACSM conference on Integrative biology of exercise（San Diego)
• [学会発表] Transcutaneous carbon dioxide attenuates muscle loss in rats with type 2 diabetes (2018)
  • 著者名/発表者名: Kondo H, Fujino H, Ishihara A
  • 学会等名: ACSM conference on Integrative biology of exercise（San Diego)
• [学会発表] 高血糖に伴う骨格筋の酸化的リン酸化能低下や毛細血管退行に対する経皮的炭酸ガス吸収法の効果 (2018)
  • 著者名/発表者名: 松本智博, 宅和美穂, 平林卓巳, 池治拓也, 小野紘平, 近藤浩代, 藤野英己
  • 学会等名: 第73回日本体力医学会大会（福井）
• [学会発表] 中鎖脂肪酸トリグリセリド摂取はリポ多糖誘導性のケトン体低下を減衰する (2018)
  • 著者名/発表者名: 平林卓巳, 田中稔, 松本智博, 宅和美穂, 池治拓也, 小野紘平, 近藤浩代, 藤野英己
  • 学会等名: 第73回日本体力医学会大会（福井）
• [学会発表] 癌液質に伴う筋萎縮に対する低強度全身運動の萎縮予防効果 (2018)
  • 著者名/発表者名: 田中稔，藤本拓，謝可宇，栗波仁美，赤坂憲，藤野英己，杉本研
  • 学会等名: 第73回日本体力医学会大会（福井）
• [学会発表] 経皮的炭酸ガス吸収法が糖尿病の骨格筋における代謝能低下や毛細血管退行に及ぼす効果 (2018)
  • 著者名/発表者名: 松本智博，宅和美穂，平林卓巳，池治拓也， 前重伯壮，近藤浩代，藤野英己
  • 学会等名: 第23回日本基礎理学療法学会学術大会（京都）
• [学会発表] 癌悪液質に伴う筋萎縮に対する低強度全身運動が筋タンパク質の合成系経路に与える効果 (2018)
  • 著者名/発表者名: 田中稔，杉本研，藤本拓，謝可宇，安延由紀子，高橋利匡, 栗波仁美，赤坂憲，藤野英己，楽木宏実
  • 学会等名: 第23回日本基礎理学療法学会学術大会（京都）
• [学会発表] 糖尿病性筋萎縮に対する血流制限下での低強度電気刺激が筋タンパク質の合成系経路に与える効果 (2018)
  • 著者名/発表者名: 田中稔，森藤武，藤野英己
  • 学会等名: 第26回日本物理療法学会学術大会（宮崎）
• [学会発表] 高脂質食誘導性肥満の骨格筋における筋損傷治癒遅延に対するパルスモード超音波の効果 (2018)
  • 著者名/発表者名: 松本 智博，田中 雅侑，池冶 拓也，前重 伯壮，藤野 英己
  • 学会等名: 第26回日本物理療法学会学術大会（宮崎）
• [学会発表] Effects of exercise training and electrical stimulation on cachectic muscle wasting (2018)
  • 著者名/発表者名: 藤野英己，村上慎一郎，李 興, 陳 宏坤, Saad Al-Nassan，田中孝平，田中 稔，近藤浩代
  • 学会等名: 第4回アジアリハビリテーション科学学会国際学術大会（北京）
  • 招待講演