ビタミンDと運動併用による筋肥大メカニズムの解明と新たなサルコペニア予防法の開発

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17H02183
• 研究機関: 立命館大学
• 研究代表者: 藤田 聡 立命館大学, スポーツ健康科学部, 教授 (80451863)
• 研究分担者: 有光 琢磨 八戸学院大学, 健康医療学部, 講師 (00616021) ; 篠原 靖司 立命館大学, スポーツ健康科学部, 教授 (10546708) ; 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) ; 藤本 雅大 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (10732919) ; 佐藤 幸治 神戸大学, 人間発達環境学研究科, 准教授 (20584022) ; 福 典之 順天堂大学, スポーツ健康科学部, 先任准教授 (40392526)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: ビタミンD受容体 / 骨格筋 / 筋肥大 / 筋萎縮 / たんぱく質代謝

研究実績の概要

ビタミンDは骨格筋量の維持に重要であり、高齢者においては血中ビタミンDの低下が、活動量に関わらず骨格筋量の低下につながることが報告されている。これまで我々は動物実験モデルを用いて、一過性のレジスタンス運動が骨格筋内のビタミンD受容体（VDR）および関連するビタミンD代謝酵素の発現を増加することを報告した。また、骨格筋の萎縮モデル動物において、筋萎縮に伴い、代償的にVDR発現が増加することを報告した。以上のことから、骨格筋内のVDRが筋肥大や筋萎縮に関係することが示唆され、一過性およびより長期的な筋たんぱく質代謝の調節と、ビタミンD代謝が関与している可能性が示唆された。しかし、ヒトを対象とした研究において同様の結果が得られるかどうかについては明らかとなっていない。今年度は、ヒトを対象とした臨床研究において、同様の検証を行った。具体的には、健常な若年者を対象として、下肢筋群に対して一過性のレジスタンス運動を実施し、その前後（運動前と運動実施90分後）において筋生検を用いて骨格筋のサンプルを採取し、ビタミンD代謝関連因子の発現量の変化を評価した。摘出した筋サンプルはウェスタンブロット法にて分析し、ビタミンD受容体（VDR）、ビタミンD代謝酵素のCYP27B1を解析した。また血液サンプルを採取し、血清25(OH)D濃度を評価した。その結果、VDRの発現量はレジスタンス運動による増加傾向が確認された。またCYP27B1についても、レジスタンス運動により増加した。さらに、血清25(OH)D濃度もレジスタンス運動の実施に伴い一時的に増加が認められた。以上の結果から、ヒトの骨格筋においても、急性のレジスタンス運動実施に伴い、ビタミンD代謝関連因子が変化することが明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] The distribution of eukaryotic initiation factor 4E after bouts of resistance exercise is altered by shortening of recovery periods (2020)
  • 著者名/発表者名: Takegaki Junya、Ogasawara Riki、Kouzaki Karina、Fujita Satoshi、Nakazato Koichi、Ishii Naokata
  • 雑誌名: The Journal of Physiological Sciences 巻: 70 ページ: 54
  • DOI: 10.1186/s12576-020-00781-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protein Supplementation Enhances the Effects of Intermittent Loading on Skeletal Muscles by Activating the mTORC1 Signaling Pathway in a Rat Model of Disuse Atrophy (2020)
  • 著者名/発表者名: Miyatake Sho、Hino Kazuo、Natsui Yuko、Ebisu Goro、Fujita Satoshi
  • 雑誌名: Nutrients 巻: 12 ページ: 2729～2729
  • DOI: 10.3390/nu12092729
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Effect of Leucine-Enriched Essential Amino Acid Supplementation on Anabolic and Catabolic Signaling in Human Skeletal Muscle after Acute Resistance Exercise: A Randomized, Double-Blind, Placebo-Controlled, Parallel-Group Comparison Trial (2020)
  • 著者名/発表者名: Takegaki Junya、Sase Kohei、Yasuda Jun、Shindo Daichi、Kato Hiroyuki、Toyoda Sakiko、Yamada Toshiyuki、Shinohara Yasushi、Fujita Satoshi
  • 雑誌名: Nutrients 巻: 12 ページ: 2421～2421
  • DOI: 10.3390/nu12082421
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Impact of moment arm on torque production of the knee extensors in children (2020)
  • 著者名/発表者名: Tottori Nobuaki、Suga Tadashi、Hori Miyuki、Isaka Tadao、Fujita Satoshi
  • 雑誌名: Physiological Reports 巻: 8 ページ: e14521
  • DOI: 10.14814/phy2.14521
  • 査読あり
• [雑誌論文] Modified expression of vitamin D receptor and CYP27B1 in denervation-induced muscle atrophy (2020)
  • 著者名/発表者名: Mori Risako、Yokokawa Takumi、Fujita Satoshi
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 529 ページ: 733～739
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2020.05.205
  • 査読あり
• [雑誌論文] Response of Resistance Exercise-Induced Muscle Protein Synthesis and Skeletal Muscle Hypertrophy Are Not Enhanced After Disuse Muscle Atrophy in Rat (2020)
  • 著者名/発表者名: Ato Satoru、Kido Kohei、Sase Kohei、Fujita Satoshi
  • 雑誌名: Frontiers in Physiology 巻: 11 ページ: 469
  • DOI: 10.3389/fphys.2020.00469
  • 査読あり
• [学会発表] 新型コロナウイルス感染症流行下における小学生の体型と体力の年次変化 (2021)
  • 著者名/発表者名: 鳥取 伸彬、天笠 志保、井上 茂、大友 智、上田 憲嗣、藤田 聡
  • 学会等名: 日本発育発達学会第19回大会
• [学会発表] The changes in the responses of autophagy-related factors with repeated bouts of resistance exercise. (2020)
  • 著者名/発表者名: Junya Takegaki, Kohei Sase, Satoshi Fujita.
  • 学会等名: Integrative Physiology of Exercise 2020 Conference (Web)
  • 国際学会
• [学会発表] Effect of acute bout of resistance exercise in combination with leucine-enriched essential amino acids intake on the protein expression of vitamin D receptor in human skeletal muscle. (2020)
  • 著者名/発表者名: Risako Mori, Junya Takegaki, Kohei Sase, Jun Yasuda, Yasushi Shinohara, Satoshi Fujita.
  • 学会等名: Integrative Physiology of Exercise 2020 Conference (Web)
  • 国際学会
• [学会発表] The effects of mesenchymal stem cells injection and acute resistance exercise on basal muscle protein metabolism in mouse skeletal muscle. (2020)
  • 著者名/発表者名: Junya Takegaki, Kohei Sase, Yusuke Kono, Takuya Fujita, Satoshi Konishi, Satoshi Fujita.
  • 学会等名: 25th Conference on ECSS (Web)
  • 国際学会
• [学会発表] マウス骨格筋に対する間葉系幹細胞の筋肉内注射による筋タンパク質合成シグナルの変化 (2020)
  • 著者名/発表者名: 竹垣淳也，佐瀬晃平，中野大輝，河野裕允，藤田卓也，小西聡，藤田聡．
  • 学会等名: 第75回日本体力医学会大会 (Web)
• [学会発表] 有酸素性能力向上を狙いとした5分間運動の実施―小学校体育授業での高強度インターバル運動の導入について (2020)
  • 著者名/発表者名: 鳥取 伸彬, 上田 憲嗣, 渡邊 雅也, 森田 憲輝, 藤田 聡
  • 学会等名: 日本発育発達学会第18回大会