ラットヒラメ筋筋線維の肥大における求心性神経活動の役割

点击翻译按钮获取中文摘要

ラットヒラメ筋の肥大における感覚神経活動の役割を追及した。12週齢のウィスター系雄ラットを実験前および実験後コントロール群、ヒラメ筋の協働筋腱を切除しヒラメ筋に代償性肥大を誘発させた過負荷(FO)群、後肢懸垂(U)群、脊髄第4、5腰椎における後根神経(感覚神経)を一部切除した感覚神経切除(DA)群、過負荷と感覚神経切除の両方を行った(FO+DA)群、脊椎は開いたが感覚神経の切除は行わなかった偽手術コントロール(S)群の7群に分けて実験を行った。各群で実験開始日に手術または懸垂を行い、実験前および2週間後にヒラメ筋を摘出した。摘出筋の一部から単一筋線維を取り出し、分析を行った。また、残りの筋片はホモジナイズし、プロテオミクス解析に使用した。ヒラメ筋線維横断面積は、コントロール群に比べFO群で有意な筋線維の肥大が認められた。逆に、U群ではコントロール群に比べ約半分に減少した。S群では顕著な変化は見られなかったが、DA群ではU群ほどではないものの、顕著な筋線維サイズの減少が観察された。FO+DA群ではサイズは変化しなかった。U群で引き起こされた筋線維萎縮は、筋核数と単一筋核あたりの筋細胞質支配領域の両方の減少が伴った。しかし他の群では筋核数に変化は認められず、単一筋核あたりの筋細胞質支配領域の増減が、協働筋腱切除による筋線維肥大や感覚神経活動の抑制による筋線維萎縮または肥大抑制に深く関与したことが明らかとなった。またプロテオミクス解析の結果、DA、FO+DA、U群のような感覚神経活動が抑制されたヒラメ筋において27kDa heat shock proteinおよびリボソームタンパク質S6のリン酸化の抑制が認められた。このようなタンパク質発現動態の変化が、筋感覚神経活動依存的に筋線維サイズを調節する因子の1つであることが示唆された。