ＬＥＤを活用した骨格筋再建法の開発　―『光』は骨格筋を変えるのか？―

骨格筋のミトコンドリアは、骨格筋のみならず全身の健康を司る細胞小器官である。この生物学的特徴から、骨格筋ミトコンドリアの機能を向上させる手段の開発は、学術のみならず臨床においても高い意義がある。例えば、近年では、骨格筋ミトコンドリアの恒常性の改善が骨格筋再建を促進する可能性が考えられている。培養細胞を対象とした先行研究から着想を得て、本研究では、マウスの骨格筋のミトコンドリア機能を高める新たな手段として、LED照射が有効であるか否かを明らかにすることを目指して検討を重ねてきた。平成28年度はLEDを照射装置の開発を中心に検討を行い、プロトコールを確立した。平成29年度は、確立したプロトコールを用いて、実際にミトコンドリアの適応を検討した。平成29年度は、赤色LEDの照射が骨格筋のミトコンドリア生合成を誘導するか否かを評価した。2週間のマウスの腓腹筋に2週間にわたってLEDを照射し（650 nm, 1 mW, 30 min/day）、最終のLED照射から24時間後に組織を摘出した。生化学解析として、ミトコンドリア量を評価した。LEDの照射を行ったとしても、ミトコンドリア量の指標となるCS最大活性、COX最大活性、OXPHOSタンパク質量の上昇は認められなかった。これらの知見は、本研究の仮説を支持するものではなく、現時点では、LED書ウッ者によってミトコンドリア生合成の促進効果は認められないことが暫定的な結論である。一方で、一過性のLED照射によって、エネルギー代謝やタンパク質代謝を制御する分子群が活性化したことを認めており、特に糖・脂質代謝を制御する酵素の遺伝子発現が上昇することも観察されている。したがって、現在得られている知見を踏まえると、一過性のLED書照射による骨格筋の細胞応答（特に一過性にエネルギー代謝が変化する可能性）をより詳細に解析し、ミトコンドリア以外の応答・適応の可能性を探ることが、今後の研究展開の方向となりうる。

骨格筋のミトコンドリアは、骨格筋のみならず全身の健康を司る細胞小器官である。この生物学的特徴から、骨格筋ミトコンドリアの機能を向上させる手段の開発は、学術のみならず臨床においても高い意義がある。例えば、近年では、骨格筋ミトコンドリアの恒常性の改善が骨格筋再建を促進する可能性が考えられている。培養細胞を対象とした先行研究から着想を得て、本研究では、マウスの骨格筋のミトコンドリア機能を高める新たな手段として、LED照射が有効であるか否かを明らかにすることを目指して検討を重ねてきた。平成28年度はLEDを照射装置の開発を中心に検討を行い、プロトコールを確立した。平成29年度は、確立したプロトコールを用いて、実際にミトコンドリアの適応を検討した。平成29年度は、赤色LEDの照射が骨格筋のミトコンドリア生合成を誘導するか否かを評価した。2週間のマウスの腓腹筋に2週間にわたってLEDを照射し（650 nm, 1 mW, 30 min/day）、最終のLED照射から24時間後に組織を摘出した。生化学解析として、ミトコンドリア量を評価した。LEDの照射を行ったとしても、ミトコンドリア量の指標となるCS最大活性、COX最大活性、OXPHOSタンパク質量の上昇は認められなかった。これらの知見は、本研究の仮説を支持するものではなく、現時点では、LED書ウッ者によってミトコンドリア生合成の促進効果は認められないことが暫定的な結論である。一方で、一過性のLED照射によって、エネルギー代謝やタンパク質代謝を制御する分子群が活性化したことを認めており、特に糖・脂質代謝を制御する酵素の遺伝子発現が上昇することも観察されている。したがって、現在得られている知見を踏まえると、一過性のLED書照射による骨格筋の細胞応答（特に一過性にエネルギー代謝が変化する可能性）をより詳細に解析し、ミトコンドリア以外の応答・適応の可能性を探ることが、今後の研究展開の方向となりうる。