2017 Fiscal Year Annual Research Report
Roles played by ribosome biogenesis in exercise-induced muscle hypertrophy
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15H03078
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
石井 直方 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (20151326)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中里 浩一 日本体育大学, 保健医療学部, 教授 (00307993)
小笠原 理紀 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10634602)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | トレーニング / 筋肥大 / リボソーム生合成 / 翻訳活性化 / タンパク質合成 / SUnSET法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題は、運動・トレーニングによる骨格筋肥大のメカニズムにつき、リボソーム生合成の活性化に焦点を当てて解明を試みることを目的とする。平成28年度までの研究から、筋肥大の程度がリボソーム量に強く依存すること、UBFのリン酸化を介したリボソーム生合成の活性化がトレーニングの初期（3 bout目までの間）に起こることなどが判明した。平成29年度は、同様のラット筋力トレーニングモデル系を用い、主にタンパク質合成（SUnSET法）、リボソーム量、翻訳活性化因子の間の関係につき調べた。基本的なプロトコルとして、対照群、1B 群（5セット/boutのトレーニング刺激を負荷）、3B 群（1日おきに計3 bouts）に分け、それぞれ最後のトレーニング刺激から６時間後に筋をサンプルした。結果は以下のとおり：
１）タンパク質合成速度は、1B群、3B群で有意に増加したが（ともに2倍程度）、1B群、3B群で差がなかった；２）rRNA量は1B群では増えず、3Bでのみ増加した；３）翻訳活性化に関わるmTORシグナル伝達系では、p70S6K、rpS6、4EBP1のリン酸化フォームが、1B、3Bのいずれでも増加したが、3Bでは1Bに比べて低値であった；４）20セットを1bout行う群（1B-20S）と、3 bouts のうちの最後のboutのみ20セット行う群（3B-20S）に分けて調べたところ、タンパク質合成およびrRNA量は3B-20S＞1B-20Sとなり、mTORシグナル伝達系活性は3B-20S＝1B-20Sとなった。
これらの結果から、リボソーム量の増加はトレーニングの比較的初期の段階で起こるが、同一のトレーニングプロトコルを続けた場合には翻訳活性化シグナルが減弱し、リボソーム量の増加と翻訳活性化シグナルの減弱が相殺することでタンパク質合成が頭打ちになることが示唆された。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Effects of defensive style Nordic walking intervention in patients with lumbar and lower-limb osteoarthritis.2018
Author(s)
Fukusaki, C., Leetawesup, K., Kato, N., Kadokura, Y., Nakazawa, K., Yano, H., Ishii, N.
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Journal Title
J. Nov. Phsyiother.
Volume: 8-383
Pages: 1-8
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Influence of past injurious exercise on fiber-type specific acute anabolic responses to resistance exercise in skeletal muscle.2018
Author(s)
Takagi, R., Ogasawara, R., Takegaki, J., Tsutaki, A., Nakazato, K., Ishii, N.
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Journal Title
J. Appl. Phyisiol.
Volume: in press
Pages: in press
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Electrically evoked local muscle contractions cause an increase in hippocampal BDNF.2018
Author(s)
Maekawa, T., Ogasawara, R., Tsutaki, A., Lee, K., Nakada, S., Nalazato K., Ishii, N.
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Journal Title
Appl. Physiol. Nutr. Metab.
Volume: in press
Pages: in press
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Repeated bouts of resistance exercise with short recovery periods activates mTOR signaling, but not protein synthesis, in mouse skeletal muscle.2017
Author(s)
Takegaki, J., Ogasawara, R., Tamura, Y., Takagi, R., Arihara, Y., Tsutaki, A., Nakazato, K., Ishii, N.
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Journal Title
Physiol. Reports
Volume: 5
Pages: e13515
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Ribosome biogenesis is activated during the early period of resistance training in rat skeletal muscle.2017
Author(s)
Kotani, T., Takegaki, J., Nakada, S., Takagi, R., Tsutaki, A., Nakazato, K., Ishii, N.
Organizer
Experimental Biology 2017
Int'l Joint Research
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[Presentation] Changes in ribosome content during early and middle period of resistance training in rat skeletal muscle.2017
Author(s)
Kotani, T., Takegaki, J., Takagi, R. Tsutaki, A., Nakazato, K., Ishii, N.
Organizer
Interdisciplinary Symposium for Up-and-coming Material Scientists 2017
Int'l Joint Research
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[Presentation] Resistance training with short interval between bouts does not induce skeletal muscle hypertrophy in rats.2017
Author(s)
Takegaki, J., Kotani, T., Ogasawara, R., Tsutaki, A., Nakazato, K., Ishii, N.
Organizer
Experimental Biology 2017
Int'l Joint Research
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