| 研究課題/領域番号 |
17K01771
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| 研究機関 | 大阪工業大学 |
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研究代表者 |
石道 峰典 大阪工業大学, 工学部, 講師 (80737536)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 骨格筋 / AQP4 / 筋萎縮 / 加齢 |
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| 研究実績の概要 |
我々は、2017年度に骨格筋における水分代謝の主要な制御因子の一つである水チャネル“アクアポリン４（AQP4）”が筋萎縮によってその発現量が低下することを明らかにした。さらに、その発現量の低下が運動ニューロンによる筋線維の支配と密接に関係している可能性を示唆する知見を得た。加齢性筋萎縮が発症する際、運動ニューロンの退行や消失を伴うことから、加齢性筋萎縮によるAQP4の発現様式や機能性の変化を明らかにする上で、運動ニューロンによる筋線維支配とAQP4の発現制御との関係を明らかにする事は、重要事項のひとつである。
そこで、本年度の研究は、運動ニューロンによる筋線維支配がAQP4の発現様式に及ぼす影響を明らかにすることを目的に実施した。実験動物にFischer 344系ラットを用い、被験筋を前脛骨筋とした。冷却したステンレス棒を坐骨神経に押し当て凍結させることで、一過性の脱神経と再神経支配を誘発した。神経凍結後１、４週間目に被験筋を摘出し、AQP4や関連タンパク質の発現量の変化をウエスタンブロット法により明らかにした。その結果、神経凍結１週間後の脱神経期には、AQP4の発現量が有意に低下した。しかし、再神経支配期となる神経凍結４週間後には、AQP4の発現量の回復が認められた。一方、AQP4の結合因子であるα1-syntrophinの発現量は、脱神経期および再神経支配期ともに有意な変化は認められなかった。
以上のことから本研究により、脱神経期に減少したAQP4の発現量が、再神経支配期には回復することが明らかとなったことから、AQP4の発現制御には運動ニューロン支配が関与していることが明らかとなった。一方で、AQP4の結合因子であるα1-syntrophinの発現制御は、AQP4とは異なり運動ニューロンによる筋線維支配とは独立している可能性が示唆された。
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| 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
本年度は、加齢性筋萎縮におけるAQP4の発現特性の変化を解明するにあたり、昨年度の研究成果からの発展的研究として、運動ニューロンによる神経支配がAQP4の発現制御に及ぼす影響を明らかにすることを目的に研究を実施してきた。実験動物にFischer 344系ラットの下肢に対し、冷却したステンレス棒を坐骨神経に押し当て凍結させることで、一過性の脱神経と再神経支配を誘発した。その結果、神経凍結１週間後の脱神経期には、AQP4の発現量が有意に低下したのに対し、再神経支配期となる神経凍結４週間後には、AQP4の発現量の回復が認められた。したがって、骨格筋におけるAQP4の発現制御は、運動ニューロンによる神経支配の状態に依存している可能性が示唆された。加齢に伴い筋萎縮とともに運動ニューロンの退行や喪失が生じることから、これらの知見は、加齢性筋萎縮がAQP4の発現特性に及ぼす影響を明らかにする上で、従来の筋原性変化に加え神経因性変化という新たな視点をもたらす重要な知見であると考えられる。またこれらの研究成果の一部は国際雑誌および国内学会で発表することができ、十分な研究成果が得られた。
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度の研究により、骨格筋におけるAQP4の発現制御が運動ニューロンによる神経支配状態に依存している可能性が示された。一方で、骨格筋の萎縮状態とAQP4の発現特性の変化に関しては、不明瞭な点が多く残されている。骨格筋において加齢によって生じる主要な特徴の一つが筋萎縮であることから、骨格筋の萎縮状態がAQP4の発現特性に及ぼす影響を明らかにする事は、非常に重要であると考えられる。そこで、今後は、筋萎縮の進行状態とAQP4の発現特性の変化との関係性を検討していく予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
実験を遂行する上で必要不可欠な試薬や抗体などの消耗品や機器の購入にあたり、キャンペーンを利用したことで当初予定よりも低価格で購入でき、効率的な助成金の執行が可能となったため。
生じた次年度使用額と合わせて、実験消耗品の購入にあてる予定である。
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