骨格筋サイズの制御における筋膜再構築機構の役割解明と運動器機能の維持向上への応用

2012 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23700647
• 研究機関: 豊橋創造大学
• 研究代表者: 大野 善隆 豊橋創造大学, 保健医療学部, 講師 (80440808)
• キーワード: 細胞・組織 / ストレス / 筋肥大 / 筋萎縮 / 筋細胞膜

研究概要

骨格筋は可塑性に富んだ器官であり、外部環境に適応して構造的かつ機能的に変化する。骨格筋に対する負荷量の増大は筋肥大をもたらすが、この筋肥大に先立って筋細胞膜に損傷が生じると考えられている。したがって、外部環境に適応した骨格筋サイズの変化には筋細胞膜の重要性が示唆される。筋特異的タンパク質であるtripartite motif-containing 72（TRIM72）は筋細胞膜の再構築に重要な役割を持つことが示唆されている。しかしながら、骨格筋サイズの変化に伴うTRIM72の挙動とその役割は明らかでない。そこで、本研究では骨格筋サイズの制御機構を、骨格筋細胞膜再構築タンパク質TRIM72に着眼し、追究することを目的とする。
本研究は2年計画で実施され、本年度はその2年目の最終年度に当たる。本年度は、肥大筋ならびに萎縮筋におけるTRIM72の発現変化とそれに伴うTRIM72発現に関与する因子であるAktならびにp70 S6 kinase（p70s6K）の応答を明らかにし、骨格筋サイズの変化におけるTRIM72の役割を検討することを目的とした。実験対象には雄性マウスのヒラメ筋を用いた。後肢懸垂による筋萎縮モデルを作成し、萎縮筋におけるTRIM72の減少、Aktならびにp70s6Kのリン酸化の減少を認めた。また、後肢懸垂後の再荷重による筋量増加、TRIM72の増加、Aktならびにp70S6Kのリン酸化の増加が認められた。さらに、共同筋切除（ヒラメ筋の共同筋である腓腹筋を切除し、ヒラメ筋に対する負荷量を増大させる）による骨格筋肥大モデルでもAktならびにp70S6Kのリン酸化の増加が認められたものの、TRIM72発現量に変化は認められなかった。以上より、萎縮とその再成長と筋肥大では骨格筋サイズの変化に伴う骨格筋細胞膜再構築のメカニズムは異なることが示唆された。

研究成果

• [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 mice (2012)
  • 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: 369(1-2) ページ: 45-53
  • DOI: DOI:10.1007/s11010-012-1367-y
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adaptation of mouse skeletal muscle to long-term microgravity in the MDS mission (2012)
  • 著者名/発表者名: Sandona D, Desaphy JF, Camerino GM, Bianchini E, Ciciliot S, Danieli-Betto D, Dobrowolny G, Furlan S, Germinario E, Goto K, Gutsmann M, Kawano F, Nakai N, Ohira T, Ohno Y, Picard A, Salanova M, Schiffl G, Blottner D, Musaro A, Ohira Y, Betto R, Conte D, Schiaffino S
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 7(3) ページ: e33232
  • DOI: DOI:10.1371/journal.pone.0033232
  • 査読あり
• [雑誌論文] Some aspects of heat stress on the plasticity of skeletal muscle cells (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Goto, Y. Ohno, A. Goto, A. Ikuta, M. Suzuki, T. Ohira, N. Tsuchiya, S. Nishizawa, T. Koya, T. Egawa, T. Sugiura, Y. Ohira and T. Yoshioka
  • 雑誌名: The Journal of Physical Fitness and Sports Medicine 巻: 1(2) ページ: 197-204
  • DOI: DOI:10.7600/jpfsm.1.197
  • 査読あり
• [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
  • 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: 神戸ポートピアホテル（兵庫県）
• [学会発表] Effects of unloading and reloading on expressions of skeletal muscle membrane proteins in mice
  • 著者名/発表者名: Y. Ohno
  • 学会等名: The 33th Annual International Gravitational Physiology Meeting
  • 発表場所: University of Aberdeen（Aberdeen, United Kingdom）
• [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
  • 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: 佛教大学二条キャンパス（京都府）
• [学会発表] 筋萎縮後の回復に及ぼす微弱電流刺激の影響
  • 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: 豊橋商工会議所（愛知県）