ＬＥＤを活用した骨格筋再建法の開発　―『光』は骨格筋を変えるのか？―

利用LED开发骨骼肌重建方法 - “光”会改变骨骼肌吗？

• 批准号: 16J11257
• 负责人: 田村 優樹
• 金额: $ 3.33万
• 依托单位: Nippon Sport Science University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J11257/
• 关键词: 骨格筋; ミトコンドリア; LED

骨格筋のミトコンドリアは、骨格筋のみならず全身の健康を司る細胞小器官である。この生物学的特徴から、骨格筋ミトコンドリアの機能を向上させる手段の開発は、学術のみならず臨床においても高い意義がある。例えば、近年では、骨格筋ミトコンドリアの恒常性の改善が骨格筋再建を促進する可能性が考えられている。培養細胞を対象とした先行研究から着想を得て、本研究では、マウスの骨格筋のミトコンドリア機能を高める新たな手段として、LED照射が有効であるか否かを明らかにすることを目指して検討を重ねてきた。平成28年度はLEDを照射装置の開発を中心に検討を行い、プロトコールを確立した。平成29年度は、確立したプロトコールを用いて、実際にミトコンドリアの適応を検討した。平成29年度は、赤色LEDの照射が骨格筋のミトコンドリア生合成を誘導するか否かを評価した。2週間のマウスの腓腹筋に2週間にわたってLEDを照射し（650 nm, 1 mW, 30 min/day）、最終のLED照射から24時間後に組織を摘出した。生化学解析として、ミトコンドリア量を評価した。LEDの照射を行ったとしても、ミトコンドリア量の指標となるCS最大活性、COX最大活性、OXPHOSタンパク質量の上昇は認められなかった。これらの知見は、本研究の仮説を支持するものではなく、現時点では、LED書ウッ者によってミトコンドリア生合成の促進効果は認められないことが暫定的な結論である。一方で、一過性のLED照射によって、エネルギー代謝やタンパク質代謝を制御する分子群が活性化したことを認めており、特に糖・脂質代謝を制御する酵素の遺伝子発現が上昇することも観察されている。したがって、現在得られている知見を踏まえると、一過性のLED書照射による骨格筋の細胞応答（特に一過性にエネルギー代謝が変化する可能性）をより詳細に解析し、ミトコンドリア以外の応答・適応の可能性を探ることが、今後の研究展開の方向となりうる。

线粒体的骨骼肌是细胞器，不仅控制骨骼肌肉，而且控制整个身体的健康。基于这些生物学特征，不仅在学术方面而且在临床实践中，提高骨骼肌线粒体功能的方法的发展具有重要意义。例如，近年来，人们认为改善骨骼肌线粒体稳态可能会促进骨骼肌的重建。受到先前对培养细胞的研究的启发，该研究已反复研究，目的是阐明LED辐照是否有效，作为增强小鼠骨骼肌线粒体功能的新方法。在2016财年，我们专注于开发LED辐照设备并建立了一项协议。在2017年，我们实际上使用既定协议研究了线粒体适应。 2017年，我们评估了用红色LED辐射诱导骨骼肌中的线粒体生物合成。用LED辐照小鼠的胃肌肉肌肉2周（650 nm，1 MW，30分钟/天），并在最终LED辐照后24小时去除组织。线粒体水平被评估为生化分析。即使在LED受到辐照时，也没有观察到Cs，Cox或Oxphos蛋白的量增加，即是线粒体水平的指标。这些发现不支持这项研究的假设，这是一个初步的结论，目前，LED写入的木材尚未观察到促进线粒体生物合成的影响。另一方面，已经观察到，瞬时LED辐照激活了调节能量和蛋白质代谢的一组分子，并且特别提高了调节糖和脂质代谢的酶的基因表达。因此，考虑到当前的发现，可以通过分析细胞反应（尤其是能量代谢会发生巨大变化的可能性），以进一步发展研究，这是由于短暂的LED LED辐照引起的，并探索了除Mitochonochria以外的反应和适应的可能性。