老化による骨格筋の基底板構築障害におけるメカニズムの解明

阐明衰老引起的骨骼肌基底层结构受损的机制

• 批准号: 22K11300
• 负责人: 金澤 佑治
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Hokuriku 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 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K11300/
• 关键词: 老化; 骨格筋; 基底板; フレイル; コラーゲン; ストレッチング; Collagen IV

本研究の目的は、老化が骨格筋の予備能力を障害するメカニズムを解明することである。筋障害の回復には、基底板の再構築が重要である。基底板は、筋線維を覆い、保護する役割を担う。老化は基底板の構築反応を減弱させるため、筋は脆弱化し、回復が障害される。このことがフレイルを深刻化させる一因となる。そこで本研究では老化動物を用いて老化による基底板構築能の低下における分子機序を解明し、新たなフレイル予防戦略の基盤構築を目指す。主な研究項目は、①骨格筋の構成要素における加齢性変化の追跡、②老化が骨格筋の予備能力を低下させる分子機序の解明、③基底板構築を促すシグナルの探索、の3点である。当該年度には、上記3点を包括的に進行させた。①骨格筋の構成要素の中でも特に細胞外マトリクスを構成するコラーゲンの遺伝子発現量に加齢が与える影響を、速筋と遅筋の両方で解析した。その結果、コラーゲンのタイプによって加齢の影響は異なり、さらに速筋と遅筋においてもその影響は異なることが明らかとなった。②薬剤由来の筋損傷モデルを用いて、筋回復期の基底板構築能を解析した。その結果、基底板産生因子のピーク発現値が加齢によって低下することが明らかとなった。 ③基底板構築に影響を与えるシグナルの探索として、ストレッチングの効果を検証した。その結果、10日間のストレッチングは、基底板を構成するコラーゲンの発現を低下させ、さらに基底板の分解因子であるマトリックスメタロプロテアーゼの活性や発現を高めることを明らかとした。今後は、筋内コラーゲンへの加齢の影響と加齢性の基底板構築低下における詳細な分子メカニズムに迫り、さらにの基底板構築を変化させるシグナルを整理する予定である。

本研究的目的是阐明衰老损害骨骼肌储备能力的机制。基底层的重建对于肌肉疾病的恢复很重要。基底层覆盖并保护肌纤维。衰老会削弱基底层的结构反应，削弱肌肉并损害恢复。这会导致身体虚弱恶化。因此，在本研究中，我们旨在利用衰老动物来阐明衰老引起的基底层构建能力下降的分子机制，并为新的衰弱预防策略奠定基础。三个主要研究课题是：（1）追踪骨骼肌成分与年龄相关的变化，（2）阐明衰老降低骨骼肌储备能力的分子机制，以及（3）寻找促进基础能力的信号是的。回顾本财年，上述三点均取得了全面进展。 ① 我们分析了衰老对快肌和慢肌中胶原蛋白基因表达水平的影响，胶原蛋白构成骨骼肌的组成元素中的细胞外基质。结果表明，衰老的影响因胶原蛋白的类型而异，而且对快肌纤维和慢肌纤维的影响也不同。 ②采用药物引起的肌肉损伤模型，分析肌肉恢复期的基底层构建能力。结果显示，基底层产生因子的峰值表达值随着年龄的增长而降低。 ③我们验证了拉伸的效果，以寻找影响基底层构建的信号。结果显示，10天的拉伸降低了构成基底层的胶原蛋白的表达，并增加了基质金属蛋白酶的活性和表达，而基质金属蛋白酶是降解基底层的因素。未来，我们计划探索衰老对肌内胶原蛋白影响和与年龄相关的基底层结构下降的详细分子机制，并进一步阐明改变基底层结构的信号。

项目成果

Effects of stretching on the basement membrane structure in the soleus muscle of Wistar rats

拉伸对Wistar大鼠比目鱼肌基底膜结构的影响

• DOI: 10.1007/s00795-022-00335-8
• 发表时间: 2022
• 影响因子: 1.8
• 作者: Yuji Kanazawa ; Tatsuo Takahashi ; Takashi Higuchi ; Ryo Miyachi ; Mamoru Nagano ; Satoshi Koinuma ; Yasufumi Shigeyoshi
• 通讯作者: Yasufumi Shigeyoshi