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

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22300221
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: スポーツ科学
• 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: バイオイメージング / カルシウムイオン / 筋収縮

研究概要

糖尿病の予防やその進行を抑制するためには，骨格筋の糖代謝能を正常に保つことが重要である．本研究は糖尿病モデル動物を用いて，筋収縮を繰り返すと疲労の原因となる細胞質のカルシウムイオンが蓄積しやすいことを明らかにした．とくに，カルシウム恒常性と関連する微小血管の血流や酸素運搬に考慮し，それらの細胞内環境が維持されたin vivo実験(生体内モデル）によってこの知見を得ることに成功した．糖尿病が誘発する骨格筋の脆弱性はカルシウムの恒常性が深く関与する．

研究成果

• [雑誌論文] The effects of PGC-1α on control of microvascular PO2 kinetics following onset of muscle contractions (2014)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Kano, Shinji Miura, Hiroaki Eshima, Osamu Ezaki and David C. Poole
  • 雑誌名: J Appl Physiol 巻: pii : jap.00080 (Epub ahead of print) ページ: 2014
  • 査読あり
• [雑誌論文] In vivo imaging of intracellular Ca^<2+> after muscle contractions and direct Ca^<2+> injection in rat skeletal muscle in diabetes (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Eshima, Yoshinori Tanaka, Takashi Sonobe, Tadakatsu Inagaki, Toshiaki Nakajima, David C. Poole, and Yutaka Kano
  • 雑誌名: Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 巻: 15;305(6) ページ: R610-8
  • DOI: 10.1152/ajpregu.00023.2013
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of aging on the relationship between capillary supply and muscle fiber size (2013)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Kano and Kunihiro Sakuma
  • 雑誌名: Adv. Aging Res 巻: 2 ページ: 37-42
  • DOI: 10.4236/aar.2013.21005
  • 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: Tomonobu Sakurai, Osamu Kashimura, Yutaka Kano, Hideki Ohno, Li Li Ji, Tetsuya Izawa, Thomas M. Best
  • 雑誌名: J Physiol Sci 巻: 63(4) ページ: 263-70
  • DOI: 10.1007/s12576-013-0262-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Plasticity of microvascular oxygenation control in rat fast-twitch muscle : Effects of experimental creatine depletion (2012)
  • 著者名/発表者名: Paul McDonough, Danielle J. Padilla, Yutaka Kano, Timothy I. Musch and David C. Poole, and Brad J. Behnkee
  • 雑誌名: Respir. Physiol. Neurobiol 巻: 181 ページ: 14-20
  • DOI: 10.1016/j.resp.2012.01.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kinetics of muscle deoxygenation and microvascular PO2 during contractions in rat : Comparison of optical spectroscopy and phosphorescence-quenching techniques (2012)
  • 著者名/発表者名: Shunsaku Koga, Yutaka Kano, Thomas Barstow, Leonardo Ferreira, Etsuko Ohmae, Mizuki Sudo, and David Poole
  • 雑誌名: J. Appl. Physiol 巻: 112 ページ: 26-32
  • DOI: 10.1152/japplphysiol.00925.2011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanisms of exercise-induced muscle damage and fatigue : Intracellular calcium accumulation (2012)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Kano, Takashi Sonobe, Tadakatsu Inagaki, Mizuki Sudo and David C Poole
  • 雑誌名: J. Phys. Fitness Sports Med 巻: 1 ページ: 505-512
  • DOI: 10.7600/jpfsm.1.505
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control of microvascular PO2 kinetics following onset of muscle contractions : Role for AMPK (2011)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Kano, David C. Poole, Mizuki Sudo, Toshiro Hirachi, Shinji Miura and Osamu Ezaki
  • 雑誌名: Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 巻: 301 ページ: R1350-1357
  • DOI: 10.1152/ajpregu.00294.2011
  • 査読あり
• [雑誌論文] What is coefficient of speed endurance to achieve two-hour marathon? (2011)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Kano, Hidetaka Okada, and Yasunori Morioka
  • 雑誌名: J Appl Physiol 巻: 110 ページ: 275-277
  • DOI: 10.1152/japplphysiol.00563.2010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Progressive arteriolar vasoconstriction and fatigue during tetanic contractions of rat skeletal muscle are inhibited by α-receptor blockade (2011)
  • 著者名/発表者名: Tadakatsu Inagaki, Takashi Sonobe, David C. Poole, and Yutaka Kano
  • 雑誌名: The Journal of Physiological Sciences 巻: 61 ページ: 181-189
  • DOI: 10.1007/s12576-011-0134-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Skeletal muscle-specific expression of PGC-1<alpha>-b, an exercise-responsive isoform, improves endurance performance and peak oxygen uptake (2011)
  • 著者名/発表者名: Miki Tadaishi, Shinji Miura, Yuko Kai, Yutaka Kano, Yuichi Oishi and Osamu Ezaki
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 6(12) ページ: e28290
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0028290
  • 査読あり
• [雑誌論文] バイオイメージングによる運動誘発性筋損傷の評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 曽野部 崇,稲垣 薫克,狩野 豊
  • 雑誌名: 日本整形外科学会雑誌(日整会誌 J. Jap. Orthop. Assoc.) 巻: 85 ページ: 415-419
• [雑誌論文] Arteriolar vasomotor control and contractile performance during fatiguing tetanic contractions in rat skeletal muscle : role of sympathetic system (2010)
  • 著者名/発表者名: Tadakatsu Inagaki, Takashi Sonobe, David C. Poole and Yutaka Kano
  • 雑誌名: Adv Exp Med Biol 巻: 662 ページ: 309-15
  • DOI: 10.1007/978-1-4419-1241-1_44
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gender differences in intracellular Ca^<2+> accumulation following eccentric contractions of rat skeletal muscle in vivo (2010)
  • 著者名/発表者名: Takashi Sonobe, Tadakatsu Inagaki, Mizuki Sudo, David C. Poole, and Yutaka Kano
  • 雑誌名: Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 巻: 299(4) ページ: R1006-12
  • DOI: 10.1152/ajpregu.00623.2009
  • 査読あり
• [学会発表] Repetitive restriction of muscle blood flow enhances mTOR signaling pathways in rat KAATSU model (2013)
  • 著者名/発表者名: Toshiaki Nakajima, Tomohiro Yasuda, Seiichiro Koide, Nami Takano, Yoshiaki Sato, Yutaka Kano
  • 学会等名: 77th Annual scientific meeting of the japanese circulation society
  • 発表場所: Yokohama
  • 年月日: 20130315-17
• [学会発表] In vivo imaging of intracellular Ca^<2+> 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
  • 年月日: 2013-04-23
• [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: 2013-04-22
• [学会発表] 伸張性収縮による筋損傷と細胞内カルシウムイオン (2013)
  • 著者名/発表者名: 狩野 豊
  • 学会等名: 体力医学会関東地方会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-03-30
  • 招待講演
• [学会発表] In vivo measurement of intercellular pH and contractile performance during repetitive stimulation in rat skeletal muscle (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Tanaka, Tadakatsu Inagaki, Takuma Kimura, David C Poole, Yutaka Kano
  • 学会等名: The Systems Biology of Exercise : Cardiorespiratory & Metabolic Integration
  • 発表場所: Univ. of Leeds, UK
  • 年月日: 20120812-13
• [学会発表] 運動中の筋酸素分圧に及ぼす血流制限の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小出 誠一郎,狩野 豊,須藤 みず紀,佐藤 義昭,安田 智洋,中島 敏明
  • 学会等名: 第67回体力医学会
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 2012-09-14
• [学会発表] マイクロインジェクションによる糖尿病骨格筋のカルシウムイオン緩衝能力 (2012)
  • 著者名/発表者名: 江島 弘晃,田中 嘉法,狩野 豊
  • 学会等名: 第67回体力医学会
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 2012-09-14
• [学会発表] 筋収縮時の筋細胞内pH 変化に対する膜輸送体の関与 (2012)
  • 著者名/発表者名: 田中 嘉法,稲垣 薫克,木村 卓磨,狩野 豊
  • 学会等名: 第67回体力医学会
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 2012-09-14
• [学会発表] 筋細胞内ナトリウムイオンに対する血流の影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 木村 卓磨,稲垣 薫克,田中 嘉法,狩野 豊
  • 学会等名: 第67回体力医学会
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 2012-09-14
• [学会発表] 運動中の筋酸素分圧,発揮張力,肥大因子タンパク発現に及ぼす血流制限の影響 : ラット加圧モデルによる検証 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小出 誠一郎,狩野 豊,須藤 みず紀,安田 智洋,髙野 奈実,佐藤 義昭,中島 敏明
  • 学会等名: 第18日本心臓リハビリテーション学会学術集会
  • 発表場所: 大宮
  • 年月日: 2012-07-15
• [学会発表] In vivo measurement of intercellular pH and contractile performance during repetitive stimulation in rat skeletal muscle (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Tanaka, Tadakatsu Inagaki, Takuma Kimura, David C Poole, Yutaka Kano
  • 学会等名: Med. Sci. Sport Exer
  • 発表場所: San Francisco
  • 年月日: 2012-05-31
• [学会発表] In vivo imaging of intracellular sodium ion following eccentric contractions in rat skeletal muscle (2012)
  • 著者名/発表者名: Takuma Kimura, Tadakatsu Inagaki, Yoshinori Tanaka, David C Poole, Yutaka Kano
  • 学会等名: Med. Sci. Sport Exer
  • 発表場所: San Francisco
  • 年月日: 2012-05-31
• [学会発表] マラソン2時間を考える.生理学から見たサブ2 (2012)
  • 著者名/発表者名: 狩野 豊
  • 学会等名: ランニング学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-03-18
  • 招待講演
• [学会発表] 運動による筋組織損傷と循環機能の変化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 狩野 豊
  • 学会等名: 第2回高気圧酸素スポーツ医学研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-03-10
  • 招待講演
• [学会発表] 運動誘発性筋損傷および薬理学的筋損傷時のCa^<2+>動態の評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 稲垣 薫克,田中 嘉法,木村 卓磨,曽野部 崇,狩野 豊
  • 学会等名: 第66回体力医学会
  • 発表場所: 山口
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] 運動誘発性筋損傷-再生過程におけるVEGFの発現パターン (2011)
  • 著者名/発表者名: 小野寺 直也,須藤 みず紀,山口 明彦,狩野 豊
  • 学会等名: 第66回体力医学会
  • 発表場所: 山口
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] 単一筋線維レベルでのin vivo pH イメージング. (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中 嘉法,稲垣 薫克,木村 卓磨,狩野 豊
  • 学会等名: 第66回体力医学会
  • 発表場所: 山口
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] 伸張性筋収縮後の細胞内ナトリウムイオンの可視化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 木村 卓磨,稲垣 薫克,田中 嘉法,狩野 豊
  • 学会等名: 第66回体力医学会
  • 発表場所: 山口
  • 年月日: 2011-09-16
• [学会発表] 呼吸循環研究のこれまでとこれから.毛細血管の形態と酸素拡散 (2011)
  • 著者名/発表者名: 狩野 豊
  • 学会等名: 第25回呼吸研究会
  • 発表場所: 山口
  • 年月日: 2011-09-15
• [学会発表] Effect of blood flow restriction on eccentric contraction induced-muscle fiber damage and hypertrophy signaling pathway in rat model (2011)
  • 著者名/発表者名: Mizuki Sudo and Yutaka Kano
  • 学会等名: 16 rd Annual Congress of the European College of Sports Science
  • 発表場所: Liverpool, UK
  • 年月日: 2011-07-06
• [学会発表] The role of AMPK in skeletal muscle on microvascular PO2 kinetics following onset of muscle contraction (2010)
  • 著者名/発表者名: Yutaka Kano, David C. Poole, Mizuki Sudo, Shinji Miura, Osamu Ezaki
  • 学会等名: ACSM conference on integrative physiology of exercise
  • 発表場所: Miami, USA
  • 年月日: 2010-09-22
• [学会発表] Involvement of myofiber apoptosis on eccentric contractions-induced damage and regeneration process in the diabetic rats (2010)
  • 著者名/発表者名: Mizuki Sudo and Yutaka Kano
  • 学会等名: ACSM conference on integrative physiology of exercise
  • 発表場所: Miami, USA
  • 年月日: 2010-09-22
• [学会発表] Time Course of VEGF-A mRNA Expression Following Eccentric Contractions in Rat Skeletal Muscle (2010)
  • 著者名/発表者名: Naoya Onodera, Mizuki Sudo, Akihiko Yamaguchi, Yutaka Kano
  • 学会等名: ACSM conference on integrative physiology of exercise
  • 発表場所: Miami, USA
  • 年月日: 2010-09-22
• [学会発表] Gender influence on muscular Ca^<2+> accumulation pattern following repeated bout of isometric contractions in rat (2010)
  • 著者名/発表者名: Tadakatsu Inagaki, Takashi Sonobe, David C. Poole, and Yutaka Kano
  • 学会等名: ACSM conference on integrative physiology of exercise
  • 発表場所: Miami, USA
  • 年月日: 2010-09-22
• [学会発表] 運動誘発性筋損傷VEGFmRNAの発現パターン (2010)
  • 著者名/発表者名: 小野寺 直也,須藤 みず紀,山口 明彦,狩野 豊
  • 学会等名: 第65回体力医学会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] 糖尿病骨格筋の損傷 再生機構における筋細胞アポトーシス発生 (2010)
  • 著者名/発表者名: 須藤 みず紀,狩野 豊
  • 学会等名: 第65回体力医学会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] In vivo バイオイメージングよる筋細胞内ミトコンドリア分布の評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大熊 健裕,稲垣 薫克,須藤 みず紀,狩野 豊
  • 学会等名: 第65回体力医学会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] 連続的な筋収縮後の細胞内pH動態 (2010)
  • 著者名/発表者名: 稲垣 薫克,曽野部 崇,狩野 豊
  • 学会等名: 第65回体力医学会
  • 発表場所: 千葉
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] 骨格筋収縮時に見られる微小循環血流と酸素分圧動態の特徴 (2010)
  • 著者名/発表者名: 狩野 豊
  • 学会等名: 日本機会学会,第22回バイオエンジニアリング講演会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2010-01-08
  • 招待講演
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www.ecc.es.uec.ac.jp/index.html