有酸素運動とレジスタンス運動における筋と骨のクロストーク機構の解明

骨形成を担う骨芽細胞から分泌されるオステオカルシンが、骨格筋の変化に重要な役割を果たす可能性が示されてきたが、有酸素運動とレジスタンス運動後の骨格筋機能・適応におけるオステオカルシンの役割は明らかになっていない。当該年度では、マウスに対して、オステオカルシン中和抗体の投与・非投与下で、有酸素運動と筋力増強運動をそれぞれ行わせ、その後の骨格筋の機能・適応を調査した。その結果、中和抗体の非投与群では、有酸素運動群で筋持久力、レジスタンス運動群で筋力がそれぞれ増加したが、中和抗体の投与により、これら筋機能が運動を行わない対照群と同等まで抑制された。また中和抗体非投与のレジスタンス運動群で、筋横断面積の増加、筋タンパク質分解遺伝子の減少が認められたが、中和抗体の投与がこれらの変化を抑制した。以上のことから、有酸素運動とレジスタンス運動のそれぞれ異なる骨格筋の機能・適応に、オステオカルシンが重要な役割を果たす可能性が示された。前年度の研究成果から、有酸素運動でFNDC5/Irisin、レジスタンス運動でIGF-1の筋由来の生理活性分泌因子（マイオカイン）がそれぞれ増加し、これらのマイオカインが骨を含む全身の器官・臓器に影響を及ぼすと仮説を立てた。当該年度は、これらマイオカインの生体内動態を調査するために、エレクトロポレーション法を用いた標識タグ付きFNDC5とIGF-1の骨格筋特異的な遺伝子導入の条件検討を行った。その結果、導入した腓腹筋においてFNDC5と標識タグHAのタンパク質が増加し、IGF-1は変化しなかった。IGF-1の過剰発現に向け、さらにエレクトロポレーション法の条件検討をさらに行う。

骨形成を担う骨芽細胞から分泌されるオステオカルシンが、骨格筋の変化に重要な役割を果たす可能性が示されてきたが、有酸素運動とレジスタンス運動後の骨格筋機能・適応におけるオステオカルシンの役割は明らかになっていない。当該年度では、マウスに対して、オステオカルシン中和抗体の投与・非投与下で、有酸素運動と筋力増強運動をそれぞれ行わせ、その後の骨格筋の機能・適応を調査した。その結果、中和抗体の非投与群では、有酸素運動群で筋持久力、レジスタンス運動群で筋力がそれぞれ増加したが、中和抗体の投与により、これら筋機能が運動を行わない対照群と同等まで抑制された。また中和抗体非投与のレジスタンス運動群で、筋横断面積の増加、筋タンパク質分解遺伝子の減少が認められたが、中和抗体の投与がこれらの変化を抑制した。以上のことから、有酸素運動とレジスタンス運動のそれぞれ異なる骨格筋の機能・適応に、オステオカルシンが重要な役割を果たす可能性が示された。前年度の研究成果から、有酸素運動でFNDC5/Irisin、レジスタンス運動でIGF-1の筋由来の生理活性分泌因子（マイオカイン）がそれぞれ増加し、これらのマイオカインが骨を含む全身の器官・臓器に影響を及ぼすと仮説を立てた。当該年度は、これらマイオカインの生体内動態を調査するために、エレクトロポレーション法を用いた標識タグ付きFNDC5とIGF-1の骨格筋特異的な遺伝子導入の条件検討を行った。その結果、導入した腓腹筋においてFNDC5と標識タグHAのタンパク質が増加し、IGF-1は変化しなかった。IGF-1の過剰発現に向け、さらにエレクトロポレーション法の条件検討をさらに行う。