Exploring the developmental mechanism of muscle contracture from the control system of mitochondrial dynamics

从线粒体动力学控制系统探讨肌肉挛缩的发育机制

基本信息

批准号：
22K11419
负责人：
本田祐一郎
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Nagasaki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K11419/
关键词：
筋性拘縮線維化ミトコンドリア PGC-1α AMP

项目摘要

本年度は「不動化した骨格筋におけるミトコンドリア融合因子の制御機構の探索」を主たる研究テーマとして掲げ，ミトコンドリア融合因子であるmitofusin（mfn）-1の変化に関与するperoxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator（PGC）-1αやその調節因子であるadenosine monophosphate-activated protein kinase（AMPK）を検索し，これまでの自験例と照合することで筋性拘縮の発生機序との関連性を検討した．実験動物には8週齢のwistar系雄性ラット20匹を用い，両側足関節を最大底屈位にてギプスで1，2週間不動化する不動群（各5匹）と同週齢まで通常飼育する対照群（各5匹）に振り分け，実験期間終了後は各ラットの両側ヒラメ筋を採取した．そして，採取した筋試料の一部はreal time RT-PCR法に供し，PGC-1αのmRNA発現量を測定した．また，一部はELISA法に供し，AMPKのタンパク発現量を定量した．その結果，PGC-1αのmRNA発現量ならびにAMPKのタンパク発現量はいずれの不動期間とも不動群が対照群より有意に低値を示した．この成果をこれまでの自験例と併せて考えると，不動に伴うAMPKを介したPGC-1αの発現低下によってmfn-1の発現が抑制され，この変化がミトコンドリアの機能不全に影響を及ぼしたと考えられる．そして，これらの動態が筋核のアポトーシスを誘発することで線維化が生じ，筋性拘縮の発生につながったと推察された．今後はAMPKの制御に関わるカルシウムイオンに着目し，検索を進めていく予定である．

今年的主要研究主题是“固定化骨骼肌中线粒体融合因子的调控机制探索）-1α及其调控因子单磷酸腺苷激活蛋白”。我们搜索了 AMPK 并将其与我们之前的病例进行比较，以检查其与肌肉挛缩发病机制的关系。实验动物为8周龄Wistar雄性大鼠20只，正常饲养至与固定组同龄（每组5只），双踝关节以最大跖屈状态用石膏固定1～实验期结束后2周，采集每只大鼠的双侧比目鱼肌。然后对收集的一部分肌肉样本进行实时 RT-PCR 以测量 PGC-1α 的 mRNA 表达水平。此外，对一些样品进行了 ELISA 定量 AMPK 蛋白表达量。结果，在所有不动期间，不动组PGC-1α mRNA表达水平和AMPK蛋白表达水平均显着低于对照组。结合我们之前的病例考虑这一结果，我们认为 mfn-1 的表达受到与不动相关的 AMPK 介导的 PGC-1α 表达减少的抑制，并且这种变化影响线粒体功能障碍是可能的。据推测，这些动力学诱导肌核细胞凋亡，导致纤维化和肌肉挛缩的发生。未来，我们计划继续关注参与 AMPK 调节的钙离子。

项目成果

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不動化した骨格筋における線維化の発生メカニズムにはミトコンドリアの機能不全を介した筋核のアポトーシスが関与する

固定骨骼肌纤维化的机制涉及线粒体功能障碍介导的肌核细胞凋亡

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Inoue Yutaka;Ayaki Takashi;Ishimoto Tomoyuki;Yamakado Hodaka;Maki Takakuni;Matsuzawa Shuichi;Sawamoto Nobukatsu;Takahashi Ryosuke;本田祐一郎，高橋あゆみ，坂本淳哉，沖田　実
通讯作者：
本田祐一郎，高橋あゆみ，坂本淳哉，沖田　実

筋性拘縮の発生メカニズムの探索―ミトコンドリア融合・分裂因子の動態に関する検討

肌肉挛缩发生机制的探索——线粒体融合与裂变因子的动力学研究