2014 Fiscal Year Annual Research Report
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24390355
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
二川 健 徳島大学, ヘルスバイオサイエンス研究部, 教授 (20263824)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
曽我部 正博 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (10093428)
鈴木 穣 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (40323646)
小林 剛 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (40402565)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ミトコンドリア / メカノセンサー / 酸化ストレス / 無重力 / 筋萎縮 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
寝たきりや無重力環境でみられる筋萎縮(廃用性筋萎縮)を克服するためには、筋細胞がどのように寝たきりや無重力環境を感知して、その応答がどのように筋萎縮につながるのかを解明しなければならないが、その多くは謎のままである。本研究により、廃用性筋萎縮はミトコンドリア病である(ミトコンドリア異常による酸化ストレスが原因である)ことを見いだした。そして、以下のように寝たきりや無重力などUnloadingストレスに対するミトコンドリアを介した感知の仕組みとそこから筋萎縮へとつながる経路を解明した。
１．イニシエーションステップにおけるメカノセンシング：Unloadingストレスはまず最初に筋細胞に酸化ストレスが生じることがわかった。興味深いことに、この酸化ストレスがミトコンドリアのアコニターゼ活性が低下させ、ミトコンドリアの断裂を誘導した。
２．筋肥大因子 IGF-1 による酸化ストレス増幅作用：寝たきりや無重力の環境では、IGF-1 は筋障害因子として機能していることを明らかにした。先述の とおり寝たきりや無重力環境では TCA サイクルの律速酵素であるアコニターゼの活性が低下して いる。そのような条件では IGF-1 は細胞内グルコース濃度を増大し強制的に TCA サイクルを回転 させるため、より多くの ROS が産生すると考えられた。
３．寝たきりや無重力によるミトコンドリアの断片化と分解(Mitophagy)：模擬無重力環境に曝露した筋細胞のミトコンドリアの断片化は、アコニターゼをノックダウンすることによっても再現できた。さらに、断片化したミトコンドリアは直ちにオートファジーにより排除された。
４．次世代シークエンサーによるトランスクリプトーム解析：Unloading環境においても、筋細胞の転写は正常に行われていた。Unloadingによる筋萎縮は転写以上ではないことが示唆された。
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| Research Progress Status |
26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 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(18 results)
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[Journal Article] Prevention of skeletal muscle atrophy in vitro using anti-ubiquitination oligopeptide carried by atelocollagen2015
Author(s)
Kawai N, Hirasaka K, Maeda T, Haruna M, Shiota C, Ochi A, Abe T, Kohno S, Ohno A, Teshima-Kondo S Mori H, Tanaka E, Nikawa T
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Journal Title
Biochim Biophys Acta Molecular Cell Research
Volume: 1853
Pages: 873-880
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] N-Myristoylated ubiquitin ligase Cbl-b inhibitor prevents on glucocorticoid-induced atrophy in mouse skeletal muscle.2015
Author(s)
Ochi A, Abe T, Nakao R, Yamamoto Y, Kitahata K, Takagi M, Hirasaka K, Ohno A, Teshima-Kondo S, Taesik G, Choi I, Kawamura T, Nemoto H, Mukai R, Terao J, Nikawa T.
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Journal Title
Arch Biochem Biophys
Volume: 570
Pages: 23-31
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] A novel myogenic function residing in the 5’ non-coding region of Insulin receptor substrate-1 (Irs-1) transcript.2015
Author(s)
Nagano H, Yamagishi N, Tomida C, Yano C, Aibara K, Kohno S, Abe T, Ohno A, Hirasaka K, Okumura Y, Mills EM, Nikawa T, Teshima-Kondo S.
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Journal Title
BMC Cell Biol
Volume: in press
Pages: in press
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Effects of dietary soy protein on skeletal muscle volume and strength in humans with various physical activities.2015
Author(s)
Hashimoto R, Sakai A, Murayama M, Ochi A, Abe T, Hirasaka K, Ohno A, Teshima-Kondo S, Yanagawa H, Yasui N, Inatsugi M, Doi D, Takeda K, Mukai R, Terao J, Nikawa T.
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Journal Title
J Med Invest
Volume: in press
Pages: in press
Peer Reviewed
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[Journal Article] Novel CD3-specific antibody induces immunosuppression via impaired phosphorylation of LAT and PLCγ1 following T-cell stimulation.2014
Author(s)
Shiheido H, Aoyama T, Takahashi H, Hanaoka K, Abe T, Nishida E, Chen C, Koga O, Hikida M, Shibagaki Y, Morita A, Nikawa T, Hattori S, Watanabe T, Shimizu J.
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Journal Title
Eur J Immunol
Volume: 44
Pages: 1770-1780
DOI
Peer Reviewed
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