寒冷刺激に対する骨格筋応答を応用した筋萎縮予防法の探索

骨格筋の萎縮は様々な弊害をもたらす要因であり, その予防は社会的課題である. しかし, これまでに十分な解決策は確立していない. 本研究は冷却に着目した新たな筋萎縮予防アプローチの確立を目的としている. これまでに動物実験により冷却による細胞内カルシウムイオン濃度の上昇を認めている. 細胞内カルシウムイオン濃度上昇はタンパク質合成を活性化させる因子として注目されている. これらより冷却による細胞内カルシウムイオン濃度上昇を活用し, 筋肥大をもたらす可能性を検証している. 2022年度は, 長期の冷却刺激による筋適応を精査した. 経皮的な冷却のみでは骨格筋の十分な細胞内カルシウムイオン濃度上昇を惹起することが困難であるため, 冷却応答を増強させるカフェインを経口摂取するモデルも作製した. カフェインによる冷却応答の増強効果は, 前脛骨筋 (速筋線維を多く含む)と比較してヒラメ筋 (遅筋線維を多く含む)で有意に大きく認めた. 冷却もしくは冷却・カフェイン併用の長期介入後においては, 前脛骨筋で筋線維横断面積が増大し, ヒラメ筋ではカフェイン併用により筋湿重量の増大, 特徴的な筋線維の分裂所見を数多く認めた. 一方で, 冷却による細胞内カルシウムイオン濃度上昇は, 筋分解も亢進させるため, 安全かつ効率的に骨格筋を肥大させる冷却プロトコル (時間・頻度など)の精査が必要である. その中で筋細胞を用いた実験系による検証に着手した.

骨格筋の萎縮は様々な弊害をもたらす要因であり, その予防は社会的課題である. しかし, これまでに十分な解決策は確立していない. 本研究は冷却に着目した新たな筋萎縮予防アプローチの確立を目的としている. これまでに動物実験により冷却による細胞内カルシウムイオン濃度の上昇を認めている. 細胞内カルシウムイオン濃度上昇はタンパク質合成を活性化させる因子として注目されている. これらより冷却による細胞内カルシウムイオン濃度上昇を活用し, 筋肥大をもたらす可能性を検証している. 2022年度は, 長期の冷却刺激による筋適応を精査した. 経皮的な冷却のみでは骨格筋の十分な細胞内カルシウムイオン濃度上昇を惹起することが困難であるため, 冷却応答を増強させるカフェインを経口摂取するモデルも作製した. カフェインによる冷却応答の増強効果は, 前脛骨筋 (速筋線維を多く含む)と比較してヒラメ筋 (遅筋線維を多く含む)で有意に大きく認めた. 冷却もしくは冷却・カフェイン併用の長期介入後においては, 前脛骨筋で筋線維横断面積が増大し, ヒラメ筋ではカフェイン併用により筋湿重量の増大, 特徴的な筋線維の分裂所見を数多く認めた. 一方で, 冷却による細胞内カルシウムイオン濃度上昇は, 筋分解も亢進させるため, 安全かつ効率的に骨格筋を肥大させる冷却プロトコル (時間・頻度など)の精査が必要である. その中で筋細胞を用いた実験系による検証に着手した.