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2013 年度 実績報告書

メカノストレスに対する糖尿病骨格筋のカルシウムイオン動態

研究課題

研究課題/領域番号 22300221
研究機関電気通信大学

研究代表者

狩野 豊  電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (90293133)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2014-03-31
キーワード1型糖尿病 / 筋肥大シグナル
研究概要

骨格筋サイズはタンパク質の合成・分解比によって調節されている.インスリンの分泌が極度に低下している1型糖尿病は,糖代謝の恒常性破綻を招くと同時にタンパク質合成を抑制し筋萎縮の合併症を引き起こす.これまで,レジスタンス運動が糖尿病性筋萎縮の抑制に対して有効であるということが明らかになっている.近年,レジスタンス運動に筋血流の制限を伴うことによって,筋肥大シグナルが顕著に亢進し効果的な筋肥大が起きるという現象が注目されている.平成25年度は,筋萎縮の亢進が著しい1型糖尿病ラットモデルを作成し,血流制限を伴った運動が筋肥大シグナルに及ぼす影響を明らかにすることを目的として実験を遂行した.
ラットにストレプトゾトシン (45mg/kg) を腹腔内注射し薬理学的投与による1型糖尿病モデルラットを作成した.大腿部にカフを装着して血流制限 (カフ圧力: 80 mmHg) を加え,1分後に前脛骨筋に電気刺激によるアイソメトリック収縮 (低強度:最大発揮張力の50%) を1分間隔で4セット (20,15,15,15回) 負荷した.前脛骨筋を3時間後に摘出し,mTORシグナル経路のリン酸化応答 (mTOR,S6K1,S6) をWestern Blottingにより調べた.その結果,血流制限によって,S6のリン酸化が有意に亢進していることが示された (+317%:p < 0.05).一方,運動条件では,血流制限よりもS6のリン酸化の強い亢進が認められた (+520%:p < 0.01).また,血流制限と運動を組み合わせた負荷条件では,運動条件と比較し,そのリン酸化レベルは同程度であった (+560%:p < 0.01).血流制限は,1型糖尿病モデルにおける筋萎縮の抑制に対して有効な処方となる可能性を示した.一方,運動条件では,健常モデルに与えるほどの血流制限の効果は期待されないことを示唆した.

現在までの達成度 (区分)
理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] In vivo imaging of intracellular Ca2+ after muscle contractions and direct Ca2+ injection in rat skeletal muscle in diabetes2013

    • 著者名/発表者名
      Eshima H, Tanaka Y, Sonobe T, Inagaki T, Nakajima T, Poole DC, Kano Y.
    • 雑誌名

      Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol.

      巻: 305 ページ: R610-618

    • DOI

      10.1152/ajpregu.00023.2013.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Role of nitric oxide in muscle regeneration following eccentric muscle contractions in rat skeletal muscle.2013

    • 著者名/発表者名
      Sakurai T, Kashimura O, Kano Y, Ohno H, Ji LL, Izawa T, Best TM.
    • 雑誌名

      J Physiol Sci.

      巻: 63 ページ: 263-270

    • DOI

      10.1007/s12576-013-0262-y.

    • 査読あり
  • [学会発表] The STZ-induced diabetes influences protein expression of the sarcoplasmic reticulum in the fast-twitch muscle fiber.2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Eshima and Yutaka Kano
    • 学会等名
      日本生理学会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      20140316-20140318
  • [学会発表] 糖尿病骨格筋におけるCa2+制御タンパク質の影響2013

    • 著者名/発表者名
      江島 弘晃,小出誠一郎,中島敏明,狩野豊
    • 学会等名
      日本体力医学会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20130921-20130921
  • [学会発表] In vivo imaging of intracellular Ca2+ after muscle contraction and direct calcium injection in diabetic rat skeletal muscle.2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Eshima, Yoshinori Tanaka, Takashi Sonobe, Tadakatsu Inagaki, David C. Poole, and Yutaka Kano
    • 学会等名
      Experimental Biology
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      20130422-20130422
  • [学会発表] The effects of PGC-1α on control of microvascular PO2 kinetics following onset of muscle contractions.2013

    • 著者名/発表者名
      Yutaka Kano, Shinji Miura, Osamu Ezaki and David C. Poole
    • 学会等名
      Experimental Biology
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      20130422-20130422
  • [備考] 電気通信大学 狩野研究室

    • URL

      http://www.ecc.es.uec.ac.jp/study.htm

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公開日: 2015-05-28  

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