Molecular bases of vitamin D-induced skeletal muscle mass regulation: using a novel tracer method

维生素 D 诱导的骨骼肌质量调节的分子基础：使用新型示踪剂方法

基本信息

批准号：
21KK0177
负责人：
藤田聡
金额：
$ 11.56万
依托单位：
Ritsumeikan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-10-07 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

近年、高齢期におけるビタミンD不足がサルコペニアリスクに繋がるなど、骨格筋量の維持・改善におけるビタミンDの重要性が着目されている。ビタミンDが筋タンパク質の合成や分解を調節することが骨格筋細胞を用いた研究で明らかとなっている。しかし、動物モデルや臨床試験においては、筋タンパク質の合成や分解の速度を同時に定量化することができず、ビタミンD代謝と筋タンパク質代謝の関係性を検証することができなかった。本研究では、安定同位体トレーサー法を用いて筋タンパク質合成と分解を同時に測定する手段を開発し、さらにこの新規の筋タンパク質代謝測定法を応用し、ビタミンD欠乏食/過剰食、筋特異的ビタミンD受容体ノックアウトマウス/過剰発現マウスを用いて、運動/不活動時の筋タンパク質代謝バランスの推移およびそのメカニズムを解明することを目的としている。これらの検討により、骨格筋量の調節におけるビタミンD代謝の役割・重要性を包括的に明らかにし、サルコペニア対策におけるパラダイムシフトを実現する。2022年度においては、前年度に引き続き、研究課題①として、筋たんぱく質合成とタンパク質分解を同時に測定可能な新規トレーサー法の確立に向けた実験を実施した。マウスに対して[メチルD3]-13C-メチオニンを腹腔投与した後、マウス尾静脈より投与前、投与後において経時的に採血を行った。中・長期的な筋タンパク質代謝の測定においては、体内のトレーサー濃度の変化を適切に確認・管理することが重要であるため、血液サンプルを液体クロマトグラフ質量分析計とガスクロマトグラフ質量分析計の2つの装置を併用した分析を行い、血液中のトレーサー濃度の動態を確認した。また、研究課題②の実施に向けて、筋特異的VDRノックアウトマウスを作出し、運動介入および筋萎縮モデルの確立に向けた検討を実施した。

近年来，老年人的维生素D缺乏症导致了肌肉减少症的风险，并且维生素D在维持和改善骨骼肌质量方面的重要性一直集中在侧重。使用骨骼肌细胞的研究表明，维生素D调节肌肉蛋白的合成和降解。但是，在动物模型和临床试验中，无法同时量化肌肉蛋白质合成和降解的速率，并且无法验证维生素D代谢与肌肉蛋白质代谢之间的关系。 This study aims to simultaneously measure muscle protein synthesis and degradation using stable isotope tracer methods, and to further apply this novel muscle protein metabolism assay to elucidate the progression of muscle protein metabolism balance during exercise/inactivity using vitamin D-deficient/over-eating, muscle-specific vitamin D receptor knockout/over-expressing mice.这些研究将全面阐明维生素D代谢在调节骨骼肌质量中的作用和重要性，并实现预防肌肉减少症的范式转移。在2022年，与上一年一样，我们进行了研究主题1，旨在建立一种可以同时测量肌肉蛋白质合成和蛋白水解的新型示踪方法。用[甲基D3] -13C-甲硫氨酸腹膜腹膜腹膜肌，并在给药前后从小鼠的尾静脉中收集血液。在测量中和长期肌肉蛋白质代谢时，重要的是正确检查和管理体内示踪剂浓度的变化，因此使用两种设备，液态色谱质谱仪和气相色谱质谱仪分析血液样本，并证实了血液色谱质量光谱仪，并证实了血液样品。此外，为了准备实施研究主题2，创建了肌肉特异性的VDR敲除小鼠，并进行了研究以建立运动干预和肌肉萎缩模型。