| 研究課題/領域番号 |
21KK0177
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| 研究機関 | 立命館大学 |
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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)
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| 研究分担者 |
増山 律子 立命館大学, 食マネジメント学部, 教授 (60297596)
竹垣 淳也 立命館大学, 総合科学技術研究機構, 特別研究員 (10824055)
中野 大輝 立命館大学, 立命館グローバル・イノベーション研究機構(BKC), 研究員 (80875980)
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| 研究期間 (年度) |
2021-10-07 – 2026-03-31
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| キーワード | ビタミンD / タンパク質代謝 / 筋肥大 / サルコペニア / 骨格筋 / 安定同位体トレーサー法 |
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| 研究実績の概要 |
近年、高齢期におけるビタミンD不足がサルコペニアリスクに繋がるなど、骨格筋量の維持・改善におけるビタミンDの重要性が着目されている。ビタミンDが筋タンパク質の合成や分解を調節することが骨格筋細胞を用いた研究で明らかとなっている。しかし、動物モデルや臨床試験においては、筋タンパク質の合成や分解の速度を同時に定量化することができず、ビタミンD代謝と筋タンパク質代謝の関係性を検証することができなかった。
本研究では、安定同位体トレーサー法を用いて筋タンパク質合成と分解を同時に 測定する手段を開発する。さらに、この新規の筋タンパク質代謝測定法を応用し、 ビタミンD欠乏食/過剰食，筋特異的ビタミンD受容体ノックアウトマウス/過剰発現マウ スを用いて、運動/不活動時の筋タンパク質代謝バランスの推移およびそのメカニズムを解 明する。これらの検討により、骨格筋量の調節におけるビタミンD代謝の役割・ 重要性を包括的に明らかにし、サルコペニア対策におけるパラダイムシフトを実現する。
2021年度においては、筋たんぱく質合成とタンパク質分解を同時に測定可能な新規トレーサー法の確立に向けた予備実験を実施した。マウスに対して [メチルD3]-13C-メチオニンを腹腔投与した後、マウス尾静脈より投与前、投与後において経時的に採血を行った。中・長期的な筋タンパク質代謝の測定においては、体内のトレーサー濃度の変化を適切に確認・管理することが重要であるため、血液サンプルを液体クロマトグラフ質量分析計とガスクロマトグラフ質量分析計の2つの装置を併用した分析を行い、血液中のトレーサー濃度の動態を確認した。上記の組織分析については2022年度も引き続き実験を行い、新規トレーサー法の確立に繋げる予定である。
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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
研究計画として、2021年度および2022年度において、動物モデルを用いて筋タンパク質合成・分解を中・長期的に測定できる手法を開発することを目的としている。ノッティンガム大学は新規トレーサーである[メチルD3]-13C-メチオニンを用いて、骨格筋タンパク質合成と分解速度の評価を同時に行う手法を、培養細胞を対象に既に確立している。本研究課題では、その培養細胞での研究手法をin vivoに応用することで、最終的には臨床試験での実施が可能となることを目指している。事前の打ち合わせにおいて、動物実験で用いるべきプロトコルの詳細を検討した。その上で、予備検討として、筋たんぱく質合成とタンパク質分解を同時に測定可能な新規トレーサー法の確立に向けた予備実験を実施した。マウスに対して [メチルD3]-13C-メチオニンを腹腔投与した後、マウス尾静脈より投与前、投与後において経時的に採血を行った。中・長期的な筋タンパク質代謝の測定においては、体内のトレーサー濃度の変化を適切に確認・管理することが重要であるため、血液サンプルを液体クロマトグラフ質量分析計とガスクロマトグラフ質量分析計の2つの装置を併用した分析を行い、血液中のトレーサー濃度の動態を確認した。
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| 今後の研究の推進方策 |
2022年度は引き続き、動物モデルを用いて筋タンパク質合成・分解を中・長期的に測定できる手法を開発することを目的として研究を継続する。先ず、日本側でトレーサーを単回投与した後の血液サンプルを作成し、その後、サンプルをノッティンガム大学へ持ち込み、解析を行う。また現時点では2023年度以降も当初の計画どおりに研究を進める予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
2021年度は新型コロナウイルス感染症の影響で国外出張や海外からの研究者の訪問が認められない期間が長期化したため、旅費の執行ができなかった。2022年度は、感染拡大の状況も鑑みながら、英国への出張を再開する予定である。
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