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2020 年度 実施状況報告書

運動の筋・骨連関への影響とマイオカインの役割

研究課題

研究課題/領域番号 20K09514
研究機関近畿大学

研究代表者

梶 博史  近畿大学, 医学部, 教授 (90346255)

研究分担者 河尾 直之  近畿大学, 医学部, 講師 (70388510)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード筋骨連関 / 慢性運動 / マイオカイン / 骨粗鬆症 / サルコペニア
研究実績の概要

高齢化社会の進展とともに健康寿命の延伸が喫緊の課題となる中で、骨粗鬆症とサルコペニアの予防・治療が重要となってきた。その中で、骨格筋と骨の相互関連(筋・骨連関)が注目されている。しかし、長期的な運動が筋・骨連関におよぼす影響とマイオカインの役割は不明である。そこで私共は、マウスにおいて、8週間の慢性的トレッドミル運動負荷が筋と骨に及ぼす影響におけるマイオカインの役割を、卵巣摘出マウスを用いて検討した。雌性C57BL/6Jマウスの卵巣を摘出し、1週間の回復期間の後、トレッドミル運動負荷を開始し、8週間継続した。大腿骨骨密度および全身筋量を定量CTにより解析した。慢性運動は体重増加を抑制し、握力、全身筋量、腓腹筋重量を減少させたが、卵巣摘出による大腿骨の海綿骨および皮質骨の骨密度減少を回復した。骨代謝に影響をおよぼすマイオカインの発現を検討したところ、慢性運動は腓腹筋・ヒラメ筋におけるアイリシン発現を増加させた。さらに、慢性運動は腓腹筋において、アイリシンを誘導することが知られるPGC-1α発現を増加させた。一方、慢性運動は腓腹筋において骨代謝に影響をおよぼす他のマイオカインの発現に影響をおよぼさなかった。実験に用いたマウス検体での単相関分析により、腓腹筋のアイリシン発現は、大腿骨海綿骨骨密度と正相関を示したが、皮質骨骨密度とは有意な相関はみられなかった。これらの実験結果より、マウスにおいて、慢性運動は骨格筋のアイリシン発現を増加させることが明らかとなった。さらに、慢性運動の筋肉を介する骨への作用として、筋から分泌されるアイリシンが重要である可能性が示唆された。

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

実験は計画通り順調に進んでおり、慢性運動によって誘導されるマイオカインとしてアイリシンを見出し、その骨代謝と関連を示すことができた

今後の研究の推進方策

網羅的RNAシークエンス解析により抽出した、慢性運動によって発現が変動する新規なマイオカインについて、その骨芽細胞および破骨細胞における機能解析を進めていきたい。また、この新規マイオカインおよびアイリシンについて、エネルギー代謝への作用についても実験を行い、詳細な機構を明らかにしていきたい。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] MicroRNA-196a-5p in Extracellular Vesicles Secreted from Myoblasts Suppresses Osteoclast-like Cell Formation in Mouse Cells2020

    • 著者名/発表者名
      Takafuji Y, Tatsumi K, Kawao N, Okada K, Muratani M, Kaji H.
    • 雑誌名

      Calcif Tissue Int .

      巻: 108 ページ: 364-376

    • DOI

      10.1007/s00223-020-00772-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Roles of Dkk2 in the Linkage from Muscle to Bone during Mechanical Unloading in Mice.2020

    • 著者名/発表者名
      Kawao N, Morita H, Iemura S, Ishida M, Kaji H.
    • 雑誌名

      Int J Mol Sci.

      巻: 21 ページ: 2547

    • DOI

      10.3390/ijms21072547

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Myonectin inhibits the differentiation of osteoblasts and osteoclasts in mouse cells.2020

    • 著者名/発表者名
      Kawaguchi M, Kawao N, Takafuji Y, Ishida M, Kaji H.
    • 雑誌名

      Heliyon

      巻: 6 ページ: e03967

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2020.e03967

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Roles of Olfactomedin 1 in Muscle and Bone Alterations Induced by Gravity Change in Mice.2020

    • 著者名/発表者名
      Shimoide T, Kawao N, Morita H, Ishida M, Takafuji Y, Kaji H.
    • 雑誌名

      Calcif Tissue Int.

      巻: 107 ページ: 180-190

    • DOI

      10.1007/s00223-020-00710-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] PAI-1 is involved in delayed bone repair induced by glucocorticoids in mice.2020

    • 著者名/発表者名
      Okada K, Okamoto T, Okumoto K, Takafuji Y, Ishida M, Kawao N, Matsuo O, Kaji H.
    • 雑誌名

      Bone

      巻: 134 ページ: 115310

    • DOI

      10.1016/j.bone.2020.115310

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extracellular vesicles secreted from mouse muscle cells suppress osteoclast formation: Roles of mitochondrial energy metabolism.2020

    • 著者名/発表者名
      Takafuji Y, Tatsumi K, Ishida M, Kawao N, Okada K, Kaji H.
    • 雑誌名

      Bone

      巻: 134 ページ: 115298

    • DOI

      10.1016/j.bone.2020.115298

    • 査読あり
  • [学会発表] 骨組織再生に関わる細胞に対する筋芽細胞由来細胞外小胞に含まれるmiRNAの解析2021

    • 著者名/発表者名
      高藤 義正, 辰巳 公平, 石田 昌義, 河尾 直之, 岡田 清孝, 梶 博史.
    • 学会等名
      第20回 日本再生医療学会総会
  • [学会発表] Roles of olfactomedin 1 in the alterations of muscle and bone induced by hypergravity in mice.2021

    • 著者名/発表者名
      Kawao N, Shimoide T, Morita H, Mizukami Y, Takafuji Y, Ishida M, Kaji H.
    • 学会等名
      The 126th Annual Meeting of The Japanese Association of Anatomists & The 98th Annual Meeting of The Physiological Society of Japan Joint Meeting
  • [学会発表] 細胞外小胞の制御と機能2021

    • 著者名/発表者名
      梶 博史
    • 学会等名
      第126回日本解剖学会総会・全国学術集会 第98回日本生理学会大会 合同大会
  • [学会発表] マイオネクチンはマウス骨芽細胞・破骨細胞分化を抑制する.2020

    • 著者名/発表者名
      川口美紅,河尾直之,高藤義正,石田昌義,梶博史.
    • 学会等名
      第38回日本骨代謝学会学術総会
  • [学会発表] 重力変化が筋・骨連関に及ぼす影響におけるオルファクトメジン1の役割.2020

    • 著者名/発表者名
      河尾直之,下出孟史,森田啓之,石田昌義,高藤義正,梶博史.
    • 学会等名
      第38回日本骨代謝学会学術総会
  • [学会発表] アンドロゲン欠乏状態での筋・骨連関におけるDkk2 の役割.2020

    • 著者名/発表者名
      家村駿輝,河尾直之,石田昌義,高藤義正,赤木將男,梶博史.
    • 学会等名
      第38回日本骨代謝学会学術総会
  • [学会発表] 糖尿病による骨修復遅延におけるtissue factor (TF) の関与.2020

    • 著者名/発表者名
      江原裕基,辰巳公平,河尾直之,石田昌義,高藤義正,岡田清孝,川口美紅,Nigel Mackman,梶博史
    • 学会等名
      第38回日本骨代謝学会学術総会
  • [学会発表] 筋肉と骨ミネラル代謝の相互連関.2020

    • 著者名/発表者名
      梶博史.
    • 学会等名
      第93回日本内分泌学会学術総会
  • [備考] 近畿大学 医学部 再生機能医学講座

    • URL

      https://www.med.kindai.ac.jp/physio2/

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公開日: 2021-12-27  

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