レジスタンストレーニング特異的な健康効果の発現に対する新規筋核追加の役割

新肌核添加在阻力训练特定健康效应表现中的作用

• 批准号: 22K17774
• 负责人: 阿藤 聡
• 金额: $ 3万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K17774/
• 关键词: 筋核; 筋サテライト細胞; 筋肥大; タンパク質合成; ミトコンドリア; 骨格筋; 運動

これまでに, 収縮による筋肥大時の際に筋サテライト細胞（SC）を介した筋核の追加が生じないよう遺伝子改変されたマウスでは, 筋肥大が抑制されることが明らかにされてきているが, 本年度はこうした筋肥大時にSCを介した筋核の追加が生じない状態において, 筋線維内のタンパク質代謝並びにミトコンドリアに生じる変化を明らかにするため検討を行った.実験は野生型マウス並びにSCを除去可能な遺伝子組換えマウス（Pax7-DTA）を対象とし, マウスの片側の後肢の下腿三頭筋のうち腓腹筋とヒラメ筋を外科手術により切除し（対側脚には偽手術を施した）, その後8週間通常飼育を行い, 保存された足底筋に対する慢性的な過負荷を行うことで筋肥大を導出した. その結果, 野生型マウスの筋線維横断面積（fCSA）は8週間の過負荷によって有意に増加したが, Pax7-DTAマウスのfCSAには肥大応答が観察されず, SCを介した適応が筋肥大には重要であることが改めて示された. 次に我々はin vivo SUnSET法を用いて筋線維内のタンパク質合成状態を組織化学解析によって評価した. その結果, 筋肥大が生じていないPax7-DTAマウスの足底筋においても過負荷によって野生型マウスと同様に筋タンパク質合成の増加が生じていることが観察された. このことから, Pax7-DTAマウスにおける収縮による筋肥大の抑制はタンパク質合成以外の要因によってもたらされている可能性が示された. さらに, SCの除去が筋肥大時のミトコンドリアに及ぼす影響を評価する為, 蛍光プローブ（Mito-ID）とSDH染色によるミトコンドリア量ならびに活性の観察を行った. その結果, Pax7-DTAマウスの足底筋では過負荷によってSDH染色による呈色が著しく低下し, ミトコンドリア活性が低下している可能性が示された.

迄今为止，已经表明，在因收缩而导致肌肉肥大时，通过基因改造以防止通过肌肉卫星细胞（SC）添加肌核的小鼠的肌肉肥大受到抑制，但今年处于不通过肌肉卫星细胞添加肌核的状态。肌肉肥大期间的SC，我们进行了一项研究，以阐明肌纤维内蛋白质代谢和线粒体发生的变化。实验是在野生型小鼠和转基因小鼠（Pax7-DTA）上进行的，其中SC可以去除腓肠肌和比目鱼肌。通过手术切除小腿三头肌（对侧腿进行假手术），然后将动物正常饲养8周，从而导致保留的跖肌慢性超负荷，从而实现肌肉肥大。结果，野生型小鼠的肌纤维横截面积（fCSA）在超负荷8周后显着增加，但在Pax7-DTA小鼠的fCSA中没有观察到肥大反应，这表明SC介导的适应增加了肌肉肥大。接下来，我们使用体内SUnSET方法通过组织化学分析评估肌肉纤维内的蛋白质合成状态。即使在未发生肌肉肥大的Pax7-DTA小鼠的跖肌中，也观察到肌肉蛋白质合成因超载而增加，这与野生型小鼠中的情况相似，表明肌肉肥大受到抑制。 SC可能是由蛋白质合成以外的因素引起的。此外，为了评估肌肉肥大期间去除SC对线粒体的影响，我们使用荧光探针 (Mito-ID) 和 SDH 染色观察了线粒体的数量和活性，结果是，Pax7-DTA 小鼠跖肌的超载显着减少了由于 SDH 染色而导致的着色并降低了线粒体活性。已经证明有可能