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2012 年度 実績報告書

骨格筋機能を維持・向上させる骨格筋再構築ネットワークの解明とスポーツ科学への応用

研究課題

研究課題/領域番号 22240071
研究機関弘前学院大学

研究代表者

吉岡 利忠  弘前学院大学, 社会福祉学部, その他 (50056933)

研究分担者 後藤 勝正(山下勝正)  豊橋創造大学, 保健医療学部, 教授 (70239961)
片桐 展子  弘前学院大学, 看護学部, 講師 (30075428)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2014-03-31
キーワード骨格筋 / マイクロRNA / follistatin / 細胞間コミュニケーション / 骨格筋再構築ネットワーク / シグナル伝達
研究概要

老化ならびに発育障害やスポーツ活動中の不慮の事故等による骨格筋線維の萎縮や機能低下は、Quality of Lifeの著しい低下を招く。さらに骨格筋の機能低下は活動量を抑制し、骨塩量の低下や動脈硬化性疾病など個人の健康維持に問題であるばかりでなく、国民総医療費の増大につながる。したがって、予防介護の観点からも、骨格筋線維の萎縮や機能低下を抑制することは重要なテーマであるとともに、健康・スポーツ領域においても、骨格筋量や機能の維持・向上は重要な課題である。本研究では、骨格筋量および機能の維持・向上における組織幹細胞を中心とした骨格筋再構築ネットワークの解明を目的とする。本研究は4年計画で実施され、本年度はその3年目に当たる。機能的代償性肥大に伴いTRIM72はmRNAレベルで増加するものの、タンパク質レベルでは顕著な変化は認められなかった。一方、caveolin-3(Cav-3)は逆に肥大に伴うタンパクの減少が観察された。萎縮からの再成長過程では、TRIM72およびCav-3共に発現量の増加がタンパクレベルで確認された。アンギオポエチンの発現量は、萎縮により低下し、その後の再成長により増加することがmRNAおよびタンパクレベルで認められた。また、骨格筋の再成長時にフォリスタチンタンパク質の発現増加が観察された。マイクロRNA(miRNA-1、133b、206および208b)発現量は、筋萎縮に伴い減少し、その後の再成長に伴い増加した。したがって、骨格量の低下に伴い細胞間コミュニケーション分子の発現量が低下するものの、骨格筋量増加の際にはベースラインによりその応答は異なるものであった。今後、骨格筋再構築ネットワークに係る分子間ならびに細胞間シグナルにおける細胞内シグナル伝達分子の検討を推進し、組織幹細胞を中心とした骨格筋再構築ネットワークの解明を目指す。

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

本研究は4年計画で実施され、平成24年度で3年間の研究が終了した。これまで、骨格筋再構築ネットワークに係る分子について、骨格筋可塑性発現に伴うmiRNAsおよび細胞間コミュニケーション分子であるTrim72(ミツグミン53)の発現変化、骨格筋細胞膜特異的タンパク質であるcaveolin-3、血管系とのコミュニケーションを担うと考えられるアンギオポエチン、follistatinやミオスタチンの機能、細胞内シグナル伝達物質としてAktおよびp70S6K、そして骨格筋遺伝子発現を調節するマイクロRNAに関するデータが得られている。したがって、当初の研究目的はおおむね順調に達成されていると判断している。

今後の研究の推進方策

4年間の本研究計画は順調に推移し、次年度はいよいよ最終年度を迎えるが、最終目的を達成するために順調に研究成果が得られているものと考えている。したがって、特に計画を変更する予定はない。今後、骨格筋再構築ネットワークに係る細胞間シグナル(アンギオポエチンおよびアデォイポネクチン)発現とmiRNAsならびに細胞内シグナル伝達分子の相互作用の検討を推進することで、骨格筋量および機能の維持・向上における組織幹細胞を中心とした骨格筋再構築ネットワークの解明を目指す。

  • 研究成果

    (30件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (25件) (うち招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Effects of heat stress on muscle mass and the expression levels of heat shock proteins and lysosomal cathepsin L in soleus muscle of young and aged mice2012

    • 著者名/発表者名
      Ohno, Y., Yamada, S., Goto, A., Ikuta, A., Sugiura, T., Ohira, Y., Yoshioka, T., Goto, K
    • 雑誌名

      Mol. Cell. Biochem

      巻: Vol.369, No.1-2 ページ: 45-53

    • DOI

      10.1007/s11010-012-1367-y

  • [雑誌論文] Some aspects of heat stress on the plasticity of skeletal muscle cells2012

    • 著者名/発表者名
      Goto, K.
    • 雑誌名

      Journal of Physical Fitness and Sports Medicine

      巻: 1 ページ: 197-204

    • DOI

      10.7600/jpfsm.1.1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Adaptation of Mouse Skeletal Muscle to Long-Term Microgravity in the MDS Mission2012

    • 著者名/発表者名
      Sandona, D.
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 7 ページ: e33232

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0033232

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Increased dystrophin mRNA and protein levels in atrophic skeletal muscles in streptozotocin-induced diabetic rat2012

    • 著者名/発表者名
      Egawa, T.
    • 雑誌名

      Journal of Physical Fitness and Sports Medicine

      巻: 1 ページ: 709-713

    • DOI

      10.7600/jpfsm.1.1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 筋衛星細胞から見た廃用性筋萎縮とそのリハビリテーション2012

    • 著者名/発表者名
      後藤勝正
    • 雑誌名

      日本赤十字リハビリテーション協会誌

      巻: 26 ページ: 7-17

  • [学会発表] Some aspects of slow- and fast-twitch skeletal muscles in response to long-term spaceflight2013

    • 著者名/発表者名
      Goto, K.
    • 学会等名
      第90回日本生理学会大会シンポジウム「宇宙生理学の現在と展望」
    • 発表場所
      東京都江戸川区
    • 年月日
      20130327-20130329
    • 招待講演
  • [学会発表] Absence of heat shock transcription factor 1 depresses regenerative potential of injured skeletal muscle in mice2013

    • 著者名/発表者名
      Nshzawa, S.
    • 学会等名
      第90回日本生理学会大会
    • 発表場所
      東京都江戸川区
    • 年月日
      20130327-20130329
  • [学会発表] Partial depression of skeletal muscle hypertrophy in heat shock transcription factor 1-null mice2013

    • 著者名/発表者名
      Koya, T.
    • 学会等名
      第90回日本生理学会大会
    • 発表場所
      東京都江戸川区
    • 年月日
      20130327-20130329
  • [学会発表] 筋萎縮後の回復に及ぼす微弱電流刺激の影響2012

    • 著者名/発表者名
      大野善隆
    • 学会等名
      第58回日本宇宙航空環境医学会大会
    • 発表場所
      愛知県豊橋市
    • 年月日
      20121115-20121117
  • [学会発表] 重力レベルがマウス頸筋におけるタンパク質発現に及ぼす影響2012

    • 著者名/発表者名
      大平友宇
    • 学会等名
      第58回日本宇宙航空環境医学会大会
    • 発表場所
      愛知県豊橋市
    • 年月日
      20121115-20121117
  • [学会発表] 3ヶ月間の宇宙飛行がマウス骨格筋の特性に及ぼす影響2012

    • 著者名/発表者名
      後藤勝正
    • 学会等名
      第58回日本宇宙航空環境医学会大会シンポジウム「宇宙実験(The mice drawer system: MDS)報告会」
    • 発表場所
      愛知県豊橋市
    • 年月日
      20121115-20121117
    • 招待講演
  • [学会発表] マイクロカレント刺激が骨格筋細胞に与える影響に関する基礎的研究2012

    • 著者名/発表者名
      大野善隆
    • 学会等名
      第20回日本物理療法学会学術大会
    • 発表場所
      京都府京都市
    • 年月日
      20121027-20121028
  • [学会発表] Effects of unloading on myosin heavy chain phenotypes of soleus muscle in heat shock transcription factor 1-null mic2012

    • 著者名/発表者名
      Goto, K.
    • 学会等名
      2012 APS Intersociety Meeting: The Integrative Biology of Exercise-VI
    • 発表場所
      Westminster,Colorado, USA
    • 年月日
      20121010-20121013
  • [学会発表] Induction of SIRT1 by reloading on atrophied soleus muscle in mice2012

    • 著者名/発表者名
      Goto, A.
    • 学会等名
      2012 APS Intersociety Meeting: The Integrative Biology of Exercise-VI
    • 発表場所
      Westminster,Colorado, USA
    • 年月日
      20121010-20121013
  • [学会発表] 筋損傷後の再生過程における温熱刺激がミオスタチン、フォリスタチン発現に及ぼす影響2012

    • 著者名/発表者名
      杉浦崇夫
    • 学会等名
      第67回日本体力医学会大会
    • 発表場所
      岐阜県岐阜市
    • 年月日
      20120914-20120916
  • [学会発表] 骨格筋の萎縮と肥大に伴うミオシン重鎖発現と熱ショック転写因子12012

    • 著者名/発表者名
      古屋智之
    • 学会等名
      第67回日本体力医学会大会
    • 発表場所
      岐阜県岐阜市
    • 年月日
      20120914-20120916
  • [学会発表] 骨格筋の量的変化に伴う細胞内脂肪とその分布2012

    • 著者名/発表者名
      大平友宇
    • 学会等名
      第67回日本体力医学会大会
    • 発表場所
      岐阜県岐阜市
    • 年月日
      20120914-20120916
  • [学会発表] マウスヒラメ筋の量的変化に伴うsirtuin発現の変化2012

    • 著者名/発表者名
      後藤亜由美
    • 学会等名
      第67回日本体力医学会大会
    • 発表場所
      岐阜県岐阜市
    • 年月日
      20120914-20120916
  • [学会発表] 損傷骨格筋の再生における熱ショック転写因子1の生理学的意義2012

    • 著者名/発表者名
      西澤 苑
    • 学会等名
      第67回日本体力医学会大会
    • 発表場所
      岐阜県岐阜市
    • 年月日
      20120914-20120916
  • [学会発表] Skeletal muscle plasticity in response to mechanical loading and heat stress in heat shock transcription factor 1-null mice2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka, T., et al
    • 学会等名
      41st European Muscle Conference 2012
    • 発表場所
      Rhodes, Greece
    • 年月日
      20120901-05
  • [学会発表] 代償性筋肥大によるミオスタチン、フォリスタチン、筋衛星細胞の変化2012

    • 著者名/発表者名
      杉浦崇夫
    • 学会等名
      第20回日本運動生理学会大会
    • 発表場所
      茨城県つくば市
    • 年月日
      20120728-20120729
  • [学会発表] Effects of unloading and reloading on expressions of skeletal muscle membrane proteins in mice2012

    • 著者名/発表者名
      Ohno, Y.
    • 学会等名
      Joint Life Sciences Symposium, Life in Spce for Life in Earth. International Society for Gravitational Physiology (ISGP) the 33rd Annual Meeting. 12th European Life Sciences Symposium
    • 発表場所
      Aberdeen, Scotland, UK
    • 年月日
      20120618-20120622
  • [学会発表] Responses of myosin heavy chain phenotypes and gene expressions in neck muscle to micro- and hyper-gravity in mic2012

    • 著者名/発表者名
      Ohira, T.
    • 学会等名
      Joint Life Sciences Symposium, Life in Spce for Life in Earth. International Society for Gravitational Physiology (ISGP) the 33rd Annual Meeting. 12th European Life Sciences Symposium
    • 発表場所
      Aberdeen, Scotland, UK
    • 年月日
      20120618-20120622
  • [学会発表] 温熱刺激による骨格筋肥大とHSP25およびHSP72発現誘導の生理学的意義2012

    • 著者名/発表者名
      大野善隆
    • 学会等名
      第47回日本理学療法学術大会
    • 発表場所
      兵庫県神戸市
    • 年月日
      20120525-20120527
  • [学会発表] 骨格筋量の変化に伴うペルオキシソーム増殖因子活性化受容体γおよびadiponectinの発現応答2012

    • 著者名/発表者名
      後藤亜由美
    • 学会等名
      第47回日本理学療法学術大会
    • 発表場所
      兵庫県神戸市
    • 年月日
      20120525-20120527
  • [学会発表] 機能的過負荷による骨格筋肥大に伴う骨格筋組織内angiopoietin 2の発現応答2012

    • 著者名/発表者名
      生田旭洋
    • 学会等名
      第47回日本理学療法学術大会
    • 発表場所
      兵庫県神戸市
    • 年月日
      20120525-20120527
  • [学会発表] Adiponectin expression in skeletal muscle cells in response to hypertrophic and atrophic stimuli2012

    • 著者名/発表者名
      Goto, K.
    • 学会等名
      Experimental Biology 2012
    • 発表場所
      San Diego, USA
    • 年月日
      20120421-20120425
  • [学会発表] 生体外物理刺激による生活習慣病予防の方策 -運動器の維持・増強-

    • 著者名/発表者名
      後藤勝正
    • 学会等名
      医工連携セミナー
    • 発表場所
      愛知県豊橋市
    • 招待講演
  • [学会発表] 骨格筋とその可塑性

    • 著者名/発表者名
      後藤勝正
    • 学会等名
      北里大学リサーチカンファレンス
    • 発表場所
      神奈川県相模原市
    • 招待講演
  • [学会発表] 宇宙医学研究から見えてきた健康長寿社会の実現への新たな視点-生体外刺激を利用した生体機能の回復・維持・増進-

    • 著者名/発表者名
      後藤勝正
    • 学会等名
      東三河県庁開設記念「東三河産学官連携連続講演会」
    • 発表場所
      愛知県豊橋市
    • 招待講演

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公開日: 2014-07-24  

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