哺乳類骨格筋線維の運動後の回復過程に関する組織学・分子生物学的比較研究

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筋適応の多様性を理解する上で、全身の骨格筋の比較検討やサテライトセルの刺激応答に関する研究が重要視されている。そこで本研究では、様々な種類の哺乳動物の全身の骨格筋において筋線維組成に基づく収縮特性を評価した。また、運動に伴うサテライトセル数および各種タンパク質の発現様式の変化を調査した。24年度は以下の結果が得られた。1)前年度に分析した動物に加えて、マウス、カピバラ、シマウマ、ゾウの全身の骨格筋(20～50サンプル)について、各筋サンプルの免疫組織化学染色により筋線維組成を決定した。その結果、特に前肢部の筋において体重とType I線維割合および線維横断面積の間に有意な正相関が存在することが明らかとなった。このような相関は、げっ歯目・ネコ目などのグループ内で検討したときにも見出された。チーターの全身の骨格筋から得られた結果は、Mammalian Biologyに投稿・受理され、2013年に出版予定である。2)研究用サラブレッドを使用した持久性運動におけるサテライトセルの動態について調査を進めた。高速トレッドミルを使用した漸増負荷試験(IET)を課し、運動前後の中殿筋バイオプシーサンプルにおいて免疫組織化学染色によりサテライトセル数を決定し、関連する各種タンパク質のmRNA発現量の変化をリアルタイムRT-PCR法により測定した。1回のIETを課した群(n=9、4-6歳)では、サテライトセル数および各種mRNA発現量の多くが運動の1週間後にピークに達し、オールアウト走によるサテライトセルの増殖ピークが明らかになった。この結果は、Equine Veterinary Journalに投稿・受理され、2013年3月に出版予定である。上記の結果を参考に、1回目のIETの1週間後に再びIETを課した群(n=5、4-6歳)では、再刺激によりサテライトセルの活性化・増殖が促進される可能性が示唆された。さらに、競走馬の慣習的トレーニングを18週間受け、その後6週間脱トレーニングされた群(n=6、3歳)では、IET1日後までのサテライトセル活性化応答がトレーニングにより向上し、脱トレーニングにより低下することが示された。これらの結果は、運動トレーニングのインターバル構築に重要な知見となる。3)ヒト被験者の外側広筋において、運動後のサテライトセルの動態について調査した。成人男性8名に30分間の変則的な踏み台昇降運動を課し、左右外側広筋バイオプシーサンプルの運動前後のサテライトセル数および関連するmRNA発現量を測定した。本年度で上記の実験方法を確立し、運動後にサテライトセル数およびその活性化に関わる因子のmRNA発現量の増加を認めた。