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2021 年度 実績報告書

運動による骨格筋幹細胞のエピゲノム記憶の解明と女性のサルコペニア予防への応用

研究課題

研究課題/領域番号 21H03296
配分区分補助金
研究機関順天堂大学

研究代表者

町田 修一  順天堂大学, 大学院スポーツ健康科学研究科, 教授 (40421226)

研究分担者 石神 昭人  地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究部長 (50270658)
川西 範明  千葉工業大学, 先進工学部, 教授 (00706533)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
キーワード筋サテライト細胞 / レジスタンストレーニング / DNAメチル化 / サルコぺニア / 閉経
研究実績の概要

本研究は、サルコペニアモデル動物を用いて、閉経前後における運動習慣の有無が、高齢期骨格筋に存在する筋サテライト細胞にエピゲノム記憶として保存され、筋再生能の低下や筋肥大効果の軽減の改善に寄与できるかどうかについて明らかにすることを目的とする。
2021年度は、運動習慣としてレジスタンストレーニングによる筋サテライト細胞数の変動に及ぼす加齢(閉経)と性差の影響を検討した。実験動物として、若年期(4ヶ月齢)、中年期(10ヶ月齢)、高齢期(14ヶ月齢)と老齢期(22ヶ月齢)のF344系雌性および同月齢の雄性ラットを用いた。各月齢時に安静飼育群とレジスタンストレーニング群に分類し計16群とした(各群6-9匹)。トレーニング群にはレジスタンス運動であるクライミング運動を3日に1度の頻度で、尾に装着する重りの重さを調整して1日10回疲労困憊に至るまで運動負荷を8週間実施した。8週間のトレーニング終了後、長母趾屈筋を摘出し、免疫染色法を用いて筋サテライト数と筋線維横断面積を評価した。レジスタンストレーニングによる筋横断面積の増加率は、加齢に伴い減少する傾向は認められたが、統計的な差は認められなった。また、性差による影響も認められなった。全てのレジスタンストレーニング群で筋サテライト細胞数の増加が認められた。一方、レジスタンストレーニングによる筋サテライト細胞の増加は若年期では性差の主効果が認められたが、高齢期では、性差の主効果は認められなかった。今後は、DNAメチル化について検討し、筋サテライト細胞のエピゲノム制御に及ぼす影響を検討している。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

16群それぞれの骨格筋から抽出したDNAおよびRNAを用いて、加齢や性差によって特異的に変動するDNAメチル化を同定する必要があり、当初の計画よりも分析と解析に時間を要している。

今後の研究の推進方策

本研究では、最終的には閉経前後での運動習慣が筋サテライト細胞のエピゲノム記憶に及ぼす影響を明らかにすることを目的としている。そのため、閉経前後での筋サテライト細胞で特異的に変動するDNAメチル化等の同定を急ぐ。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 3件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] National University of Tainan(台湾)

    • 国名
      その他の国・地域
    • 外国機関名
      National University of Tainan
  • [雑誌論文] Loquat Leaf Extract Enhances Muscle Contraction-Induced Activation of Protein Synthesis Signaling in Rat Skeletal Muscle2022

    • 著者名/発表者名
      Hung Yung-Li、Kosugi Riki、Natsume Toshiharu、Machida Shuichi
    • 雑誌名

      Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine

      巻: 2022 ページ: 1~6

    • DOI

      10.1155/2022/2234118

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Influence of oestrogen on satellite cells and myonuclear domain size in skeletal muscles following resistance exercise2022

    • 著者名/発表者名
      Hung Yung‐Li、Sato Ayami、Takino Yuka、Ishigami Akihito、Machida Shuichi
    • 雑誌名

      Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle

      巻: 13 ページ: 2525~2536

    • DOI

      10.1002/jcsm.13031

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mitochondrial fusion‐ and fission‐related protein expression in the regulation of skeletal muscle mass2022

    • 著者名/発表者名
      Nakano Daiki、Machida Shuichi
    • 雑誌名

      Physiological Reports

      巻: 10 ページ: e15281

    • DOI

      10.14814/phy2.15281

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Circadian rhythms modulate the effect of eccentric exercise on rat soleus muscles2022

    • 著者名/発表者名
      Chang Shuo-wen、Yoshihara Toshinori、Tsuzuki Takamasa、Natsume Toshiharu、Kakigi Ryo、Machida Shuichi、Naito Hisashi
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 17 ページ: e0264171

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0264171

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Vitamin C Is Essential for the Maintenance of Skeletal Muscle Functions2022

    • 著者名/発表者名
      Takisawa Shoko、Takino Yuka、Lee Jaewon、Machida Shuichi、Ishigami Akihito
    • 雑誌名

      Biology

      巻: 11 ページ: 955~955

    • DOI

      10.3390/biology11070955

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The MOTS-c K14Q polymorphism in the mtDNA is associated with muscle fiber composition and muscular performance2022

    • 著者名/発表者名
      Kumagai Hiroshi、Natsume Toshiharu、Kim Su-Jeong、Tobina Takuro、Miyamoto-Mikami Eri、Shiose Keisuke、Ichinoseki-Sekine Noriko、Kakigi Ryo、Tsuzuki Takamasa、Miller Brendan、Yen Kelvin、Murakami Haruka、Miyachi Motohiko、Zempo Hirofumi、Dobashi Shohei、Machida Shuichi et al.
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - General Subjects

      巻: 1866 ページ: 130048~130048

    • DOI

      10.1016/j.bbagen.2021.130048

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Alterations of macrophage and neutrophil content in skeletal muscle of aged versus young mice2021

    • 著者名/発表者名
      Kawanishi Noriaki、Machida Shuichi
    • 雑誌名

      Muscle & Nerve

      巻: 63 ページ: 600~607

    • DOI

      10.1002/mus.27158

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Protective Effects of Voluntary Exercise on Hepatic Fat Accumulation Induced by Dietary Restriction in Zucker Fatty Rats2021

    • 著者名/発表者名
      Kurosaka Yuka、Machida Shuichi、Shiroya Yoko、Yamauchi Hideki、Minato Kumiko
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 ページ: 2014~2014

    • DOI

      10.3390/ijms22042014

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] レジスタンストレーニングによるサルコペニア予防・対策:基礎と実践のクロストーク2022

    • 著者名/発表者名
      町田修一
    • 学会等名
      第9回日本サルコペニア・フレイル学会大会
    • 招待講演
  • [学会発表] サルコペニア・ロコモ予防を目的とした運動プログラムの開発2022

    • 著者名/発表者名
      町田修一
    • 学会等名
      第99回日本生理学会大会
    • 招待講演
  • [学会発表] Characteristics of the phase angle in older Japanese adults with frailty, sarcopenia, and locomotive syndrome2022

    • 著者名/発表者名
      Shuji Sawada, Kei Suzuki, Hisashi Naito, Shuichi Machida
    • 学会等名
      International Conference on Frailty and Sarcopenia Research 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Mental health and pre-frailty among Japanese community dwellers with maintained locomotion ability: a cross-sectional study2022

    • 著者名/発表者名
      Shuji Sawada, Zhenyue Liu, Pengyu Deng, Toshinori Yoshihara, Hisashi Naito, Shuichi Machida
    • 学会等名
      The 8th Asian Conference for Frailty and Sarcopenia
    • 国際学会
  • [学会発表] Online Exercise Classes using 4 types of training are effective for improving the physical function in older adults-Results from a trial during the COVID-19 pandemic2022

    • 著者名/発表者名
      Zhenyue Liu, Shuji Sawada, Pengyu Deng, Toshinori Yoshihara, Hisashi Naito, Shuichi Machida
    • 学会等名
      The 8th Asian Conference for Frailty and Sarcopenia
    • 国際学会
  • [学会発表] 性差を考慮したサルコペニア予防対策: メカニズムの解明と運動介入の現状と課題2021

    • 著者名/発表者名
      町田修一
    • 学会等名
      第32回日本老年学会総会
    • 招待講演
  • [図書] 漢方によるフレイル対策ガイドブック2022

    • 著者名/発表者名
      町田修一
    • 総ページ数
      282
    • 出版者
      先端医学社

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公開日: 2023-12-25  

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