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2010 年度 実績報告書

関節リウマチに伴う骨格筋の機能低下における活性酸素・窒素種の役割

研究課題

研究課題/領域番号 22800051
研究機関札幌医科大学

研究代表者

山田 崇史  札幌医科大学, 保健医療学部, 助手 (50583176)

キーワード関節リウマチ / 骨格筋 / 収縮機能 / 活性酸素・窒素種 / ペルオキシナイトライト / 細胞内Ca^<2+>濃度 / ミトコンドリア膜電位 / 酸化的修飾
研究概要

先行研究において我々は,関節リウマチモデルであるコラーゲン誘発性関節炎マウスのヒラメ筋において,発揮張力の著しい低下が,ペルオキシナイトライトによる筋タンパク質の酸化的修飾を伴うことを示した.そこで本研究では,ペルオキシナイトライトによる酸化ストレスが,関節リウマチにおける骨格筋機能低下の要因であると仮説し,その基礎的研究として,ペルオキシナイトライトが筋線維の機能に及ぼす影響を検討した.NMRI系あるいはC57BL/6系マウスの短趾屈筋から採取した単一筋線維を,ペルオキシナイトライトの供与体である3-morpholinosydnonimine (SIN-1)溶液へ曝露し,強縮時の張力および細胞内Ca^<2+>濃度([Ca^<2+>]_i)を経時的に測定した.なお,[Ca^<2+>]_iの測定には,Ca^<2+>蛍光指示薬であるindo-1を用いた.筋線維を0.2mM SIN-1へ曝露する前と,120分間曝露した時点における最大張力およびCa_<50>(最大張力の50%を発揮するために必要な[Ca^<2+>]_i)に差異は認められなかった.しかしながら,曝露時間を延長すると,180±20(mean±SE,n=5)分後に強縮時の[Ca^<2+>]_iの上昇および張力は消失した.一方,安静時の[Ca^<2+>]_iは,曝露前の値と比べ著しく増加した.また,収縮機能が停止した後も筋線維をSIN-1へ曝露し続けると,すべての筋線維は拘縮を起こし,それはミトコンドリア膜電位の低下を伴っていた.なお,SIN-1によるこれらの作用は,0.1mM以上の濃度で誘引された.以上の知見から,筋線維をペルオキシナイトライトへ長時間曝露すると,筋小胞体からのCa^<+2>放出機能が阻害され,収縮機能が停止することが明らかとなった.また,ペルオキシナイトライトによりミトコンドリアの機能が低下することで,筋線維の拘縮が誘引される可能性が示唆された.よって,ペルオキシナイトライトによる退行性変化が,関節リウマチに伴う筋力低下の要因の一つである可能性が考えられる

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 老化に伴う筋弱化のメカニズム2011

    • 著者名/発表者名
      山田崇史
    • 雑誌名

      体育の科学

      巻: 61 ページ: 127-133

  • [雑誌論文] {beta}-Hydroxybutyrate inhibits insulin-mediated glucose transport in mouse oxidative muscle2010

    • 著者名/発表者名
      Yamada T, Zhang SJ, Westerblad H, Katz A
    • 雑誌名

      Am J Physiol Endocrinol Metab

      巻: 299 ページ: E364-E373

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Increased fatigue resistance linked to Ca2+-stimulated mitochondrial biogenesis in muscle fibres of cold-acclimated mice2010

    • 著者名/発表者名
      Bruton JD, Aydin J, Yamada T, Shabalina IG, Ivarsson N, Zhang SJ, Wada M, Tavi P, Nedergaard J, Katz A, Westerblad H
    • 雑誌名

      J Physiol

      巻: 588 ページ: 4275-4288

    • 査読あり
  • [学会発表] 筋肉弱化のメカニズム2010

    • 著者名/発表者名
      山田崇史
    • 学会等名
      東海大学体育学研究科FD研究会
    • 発表場所
      神奈川県,湘南市
    • 年月日
      2010-11-19
  • [学会発表] ペルオキシナイトライトがマウス単一筋線維に及ぼす影響2010

    • 著者名/発表者名
      山田崇史
    • 学会等名
      第65回日本体力医学会大会
    • 発表場所
      千葉県,市川市
    • 年月日
      2010-09-16
  • [学会発表] 筋弱化のメカニズム2010

    • 著者名/発表者名
      山田崇史
    • 学会等名
      第27回筋肉の会
    • 発表場所
      千葉県,市川市
    • 年月日
      2010-09-15
  • [図書] Adv Exp Med Biol2010

    • 著者名/発表者名
      Westerblad H, Place N, Yamada T
    • 総ページ数
      279-296(353)
    • 出版者
      Muscle biophysics. From molecule to cells. Rassier, DE. (Ed.), Chapter 16, Mechanisms of skeletal muscle weakness.

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公開日: 2012-07-19  

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