| 研究課題/領域番号 |
21K19723
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| 研究機関 | 札幌医科大学 |
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研究代表者 |
山田 崇史 札幌医科大学, 保健医療学部, 准教授 (50583176)
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| 研究分担者 |
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)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| キーワード | 筋力トレーニング / 筋肥大 / サテライト細胞 / マクロファージ |
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| 研究実績の概要 |
本研究の全体構想は，骨格筋の肥大応答における筋サテライト細胞の役割とその制御機構の解明である．2021年度には，課題1「非損傷性の運動による筋肥大における筋サテライト細胞の役割」として，筋サテライト細胞の欠損（Pax7-DTA）マウスを導入し，トレーニングによる筋肥大応答を検討する予定であった．しかしながら，Pax7-DTAマウスの個体復元がうまく行かず，2021年度内に当該マウスを本学に導入することができなかった．一方，2022年度に入り，Pax7-DTAマウスの個体復元に再度チャレンジをし，ようやく本学での繁殖を開始するに至った．しかしながら，未だトレーニング介入を開始する段階に達しておらず，今後の検討が待たれている．そこで2022年度も予定を変更し，事前準備として，2021年度にスタートした筋肥大モデルの妥当性の検討を引き続き行った．本研究では，筋肥大モデルとして広く用いられている協働筋切除法を，ラット足底筋を対象に２週間負荷した．その結果，筋重量および筋線維径が著しく増大したが，ex vivoにおける全筋の固有張力（発揮張力を筋重量で補正した値）および単一筋線維（スキンドファイバー）における脱分極誘発性の低下が観察された．また，これらの筋機能低下は，過酸化脂質（4-HNE）の増大，NOX2発現量の増加，筋小胞体Ca2+放出チャネルであるRyR1の断片化，カルパイン1の活性化，三つ組みタンパク質（DHPR，STAC3，junctophilin1）の減少を伴っていた．したがって，これらの知見から，協働筋切除では，過負荷によりNOX2由来の活性酸素種の生成量増大を原因とした，RyR1の断片化による筋小胞体からのCa2+漏出が生じ，それを引き金としたカルパイン1の活性化により三つ組みタンパク質が分解を受け，興奮収縮連関障害が引き起こされることが示唆された．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
2022年度においても，サテライト欠損（Pax7-DTA）マウスの個体復元に難航し，年度末にようやく当該マウスの本学への導入を実現することができた．したがって，当初予定していた課題1「非損傷性の運動による筋肥大における筋サテライト細胞の役割」および課題2「伸張性収縮トレーニング誘引性の筋肥大における筋衛星細胞の役割」を遂行することができなかった．しかしながら，事前準備として，筋肥大モデルの妥当性の検討を行い，筋肥大モデルとして一般的に用いられている協働筋切除法で誘引される筋肥大が，生理学的な適応を超えた病理学的な不適応を引き起こすことを明らかにした．したがって，全体構想において重要な研究成果を得ることができたが，当初予定していた課題遂行が叶わなかったことから，現在までの達成度としてやや遅れていると判断した．
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| 今後の研究の推進方策 |
前述の通り，2022年度末にサテライト欠損（Pax7-DTA）マウスの個体導入がようやく実現した．これまでの筋肥大モデルの検討を踏まえ，2023年度には，課題1および2に加え，課題3として「筋衛星細胞による筋肥大応答制御におけるマクロファージの役割」についても検討を行う予定である．
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