The role of the extracellular matrix in regulating the qualitative plasticity of skeletal muscle

细胞外基质在调节骨骼肌质可塑性中的作用

• 批准号: 20J15222
• 负责人: 白井 隆長
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J15222/
• 关键词: 骨格筋; 細胞外環境; 筋肥大; 筋萎縮; 高強度インターバル運動; 乳酸; ECM; レジスタンス運動; 持久性運動

骨格筋の細胞外環境は筋の可塑性に応じてダイナミックに変化することが知られている。本年度は細胞外から細胞内シグナルを変化させうる因子として液性因子に着目した。昨年度までに異なる運動様式の違いによって細胞外環境も大きく変化すること、特に高強度インターバル運動による代謝変動がドラスティックな運動様式で顕著であったことから、高強度インターバル運動で変化する因子である乳酸を対象に検討を行った。本研究では外因的に乳酸を投与し、筋萎縮および筋肥大という筋サイズを大きく変化させる応答に対して乳酸投与が与える影響を検討した。筋萎縮の誘導方法としてカロリー制限（Calorie restriction: CR）、筋肥大の誘導方法として協働筋切除手術による代償性過負荷(Overload: OL）を採用した。筋サイズが変化する2週間の実験期間を設け、筋萎縮および筋肥大が誘導されることを確認した。乳酸の投与方法として、７週齢ICR系オスマウスの腹腔内に乳酸（L -lactate）を1g/kg body weightの濃度で毎日投与した。その結果、乳酸投与はカロリー制限による筋萎縮を抑制したが、予想に反して、代償性過負荷による筋肥大は促進しない可能性を示唆するデータを得た。このメカニズムとして筋のサイズに関与するmTORシグナルカスケードに着目した検討したところ、乳酸はCRによる筋萎縮時のmTORシグナル低下を抑制した。一方で、OLによる筋肥大時のmTORシグナル増加には影響しないことが明らかとなった。これらの結果から、筋萎縮時の細胞外環境の変化には液性因子も影響する可能性が示唆された。

众所周知，骨骼肌的细胞外环境会因肌肉可塑性而动态变化。今年，我们专注于体液因素，是可以从细胞外部改变细胞内信号的因素。截至去年，由于不同运动模式的差异，细胞外环境也发生了显着变化，并且由于高强度间隔运动引起的代谢波动在急剧运动模式中尤为明显，因此我们研究了乳酸，这是一个随着高强度间隔运动而变化的因素。在这项研究中，我们研究了乳酸给药对明显改变肌肉大小的反应的影响，例如肌肉萎缩和肌肉肥大。卡路里限制（CR）用作诱导肌肉萎缩的方法，代偿性超负荷（OL）用作诱导肌肉肥大的方法。建立了一个为期2周的实验期，其中改变了肌肉大小，证实了肌肉萎缩和肌肉肥大。作为一种乳酸的给药方法，每天用乳酸（L-肽）以1 g/kg体重的体重在7周大的ICR小鼠的腹腔体重浓度为1 g/kg体重。结果，乳酸给药抑制了由于卡路里限制而抑制肌肉萎缩，但与预期相反，数据表明它可能不会因补偿性超载而促进肌肉肥大。作为一种机制，我们专注于与肌肉大小有关的MTOR信号级联反应，乳酸抑制了CR引起的肌肉萎缩期间MTOR信号的降低。另一方面，已经揭示了它不会影响女士在肌肉肥大期间MTOR信号的增加。这些结果表明，体液因素也可能影响肌肉萎缩期间细胞外环境的变化。

项目成果

持久性運動と高強度間欠的運動によるコンカレントトレーニングの実施順序が骨格筋ミトコンドリアに与える影響

耐力运动与高强度间歇运动并行训练顺序对骨骼肌线粒体的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: 白井隆長;上道和毅;武政徹
• 通讯作者: 武政徹

The effect of mouse serum under calorie restriction on mTOR signaling and mitochondrial biogenesis in C2C12 myotube

热量限制下小鼠血清对 C2C12 肌管 mTOR 信号传导和线粒体生物发生的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Takanaga SHIRAI;Tomohiro IWATA;Riku TANIMURA;Kazuki UEMICHI;Tohru TAKEMASA
• 通讯作者: Tohru TAKEMASA

除神経による筋萎縮時のmTORC1阻害がミトコンドリアダイナミクスの変化に与える影響

mTORC1 抑制对去神经导致肌肉萎缩期间线粒体动力学变化的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: 上道和毅;白井隆長;谷村陸;武政徹
• 通讯作者: 武政徹

Maslinic Acid Promotes Hypertrophy Induced by Functional Overload in Mouse Skeletal Muscle

• DOI: 10.3177/jnsv.67.317
• 发表时间: 2021-01-01
• 期刊: JOURNAL OF NUTRITIONAL SCIENCE AND VITAMINOLOGY
• 影响因子: 1.6
• 作者: Shirai, Takanaga;Uemichi, Kazuki;Takemasa, Tohru
• 通讯作者: Takemasa, Tohru

The effects of calorie restriction on functional-overload induced muscle hypertrophy on mice

热量限制对功能性超负荷引起的小鼠肌肉肥大的影响

• 发表时间: 2022
• 期刊: Advance in Exercise and Sports Physiology
• 作者: Takanaga SHIRAI;Yu KITAOKA;Kai FURUUCHI;Kohei TAKEDA;Kazuki UEMICHI;Tohru TAKEMASA.
• 通讯作者: Tohru TAKEMASA.