著者

二川 健 東端 晃 石岡 憲昭

出版者

宇宙航空研究開発機構

雑誌

宇宙航空研究開発機構研究開発報告 (ISSN:13491113)

巻号頁・発行日

vol.5, pp.9-12, 2006-03

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本研究では,これまで多く指摘されている宇宙空間での筋萎縮に注目し,無重力による筋萎縮の新規メカニズムを実証し,その予防の可能性を探ることを目的としている.平成17 年度では,ISS におけるフライト実験実施に向けた実験計画のベースライン化を目指し,次に挙げる地上予備研究を行った.(1)宇宙実験施行時に合わせたRNA 回収条件を確立するため,ISOGEN を用いた時とRNA Later を用いた時の回収率の違いを検討,(2)筋萎縮に重要なユビキチンリガーゼCbl-b の発現調節機構を明らかにするため,酸化ストレスと3D クリノローテーションによるCbl-b の発現調節を解析,(3)骨芽細胞におけるユビキチンリガーゼCblbの機能として,ユビキチンリガーゼCbl-b が無重力による筋萎縮だけでなく,骨萎縮にも重要な働きをしていることを明らかにした.

著者

二川 健

出版者

Japan Society of Nutrition and Food Science

雑誌

日本栄養・食糧学会誌 (ISSN:02873516)

巻号頁・発行日

vol.70, no.1, pp.3-8, 2017 (Released:2017-02-17)

参考文献数

11

被引用文献数

1

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Unloading環境ではタンパク質のユビキチン化が促進されるので, Unloading環境に暴露したラットの腓腹筋の遺伝子を網羅的に解析し, そのユビキチン化の原因遺伝子を探索した。その結果, 増殖因子のレセプターやその関連タンパク質を特異的にユビキチン化させるユビキチンリガーゼCbl-b (Casitus B-ligeage lymphoma-b) の発現が宇宙フライトにより増大していることを発見した。Cbl-bは, インスリン受容体基質タンパク質 (IRS-1) をユビキチン化し分解へと導くユビキチンリガーゼとして働き, 骨格筋におけるインスリン様増殖因子のシグナル伝達を負に調整していた。また, Cbl-bノックアウトマウスではUnloadingによる筋萎縮がほとんど起こらなかった。これらの所見より, Cbl-bが筋細胞の増殖因子受容体シグナル系を負に調節し, 筋萎縮を引き起こす重要な筋萎縮関連遺伝子の一つであることがわかった。この分子をターゲットにして, そのユビキチン化を阻害できる栄養素材も発見した (2件の特許取得) 。それは, Cbl-bとIRS-1の結合に対する阻害活性を有するDG (p) YMPペプチド (Cblinペプチドと名付けた) とその類似配列を持つ大豆グリシニンタンパク質である。これらはin vitroやin vivo実験においてCbl-bによるIRS-1のユビキチン化を抑制し筋量を増大させた。また, 大豆タンパク質添加食は寝たきり患者の筋力減少の抑制にも有効であった。以上の知見から, リハビリテーション以外に治療法のないUnloadingによる筋萎縮に対する新しい栄養学的治療法の概念も提唱する。

著者

二川 健

出版者

公益社団法人 日本生体医工学会

雑誌

生体医工学 (ISSN:1347443X)

巻号頁・発行日

vol.58, pp.180, 2020

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<p>寝たきりや宇宙フライトなどの身体に無重力ストレスが加わる状態においては骨格筋の萎縮が進展することが知られている。当研究室はこれまでの研究で、無重力ストレスによってユビキチンリガーゼCbl-b の発現が増大し、それがIRS-1 のユビキチン化、分解を誘導しIGF-1 シグナルが阻害され筋萎縮が発生することを明らかにしてきた。しかし、細胞が無重力ストレスをどのように感知しCbl-b の発現を亢進しているかは依然として不明なままであった。そこで、我々はこの細胞による重力の感知機構を明らかにするため、国際宇宙ステーション宇宙実験、地上の模擬微小重力培養装置である3D-Clinorotationを用いた検討を行った。まず、Myolab 宇宙実験において、1 週間無重力空間で培養した宇宙サンプルのメタボローム解析を行った。その結果、細胞中の酸化ストレス蓄積量とエネルギー代謝に関連したミトコンドリアに局在するタンパク質の発現に変化が見られた。3D-Clinorotation による実験でも、宇宙サンプルと同様に細胞内の酸化ストレスの上昇が見られること、この上昇した酸化ストレスによってミトコンドリア内のエネルギー産生に重要な酵素アコニターゼの機能が低下すること、さらにミトコンドリアの形態に異常が引き起こされていることが明らかとなった。また、siRNA を用いたアコニターゼノックダウン実験では、3D-Clinorotation を行った際と同様のミトコンドリアの形態変化が引き起こされた。これらの結果は、アコニターゼをはじめとしたミトコンドリアの構成タンパク質が細胞の重力感知の初期応答に重要な働きを担っていることを示唆している。</p>

著者

山下 結衣 越智 ありさ 河野 尚平 二川 健

出版者

公益社団法人 日本農芸化学会

雑誌

化学と生物 (ISSN:0453073X)

巻号頁・発行日

vol.50, no.5, pp.357-362, 2012-05-01 (Released:2013-05-01)

参考文献数

24

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超高齢社会を迎えた我が国では,寝たきり患者の増加が社会問題となっている.寝たきりにより,機械的負荷が減少することで骨格筋は萎縮し,また機能が著しく障害される.これを廃用性筋萎縮と呼ぶが,これに対する有効な予防法,治療法は未だ確立されていない.ここでは,筋萎縮のメカニズムと,現在までに報告されている筋萎縮に対して有効と考えられている食品成分について紹介する.

著者

安井 夏生 高田 信二郎 松井 好人 高橋 光彦 二川 健 谷口 寿章

出版者

徳島大学

雑誌

基盤研究(B)

巻号頁・発行日

2004

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<家兎実験>家兎脛骨を用いて骨延長実験を行い、術直後よりbisphosphonate(minodronate)を腹腔内投与し、延長仮骨における骨吸収を抑制した。また延長終了時に仮骨内にFibroblast Growth Factor(bFGF)などの骨成長因子を局所投与し、骨癒合に及ぼす影響を観察した。それぞれの実験でテトラサイクリン2重標識を行い、骨形態計測にて延長仮骨のリモデリングを観察した。対照群(生理食塩水投与群)では延長仮骨は典型的な3層構造を呈したが、bisphosphonate投与群では骨吸収層(骨改変層)が消失し、延長仮骨は骨透明層とそれをはさむ骨硬化層の2層構造を呈した。FGF投与群では骨癒合が有意に促進された。骨形態計測によるとbisphosphonate投与群では延長仮骨での骨吸収が著明に抑制されているが、骨形成は対照群と比べて差が無かった。FGF投与群では骨形成が著明に充進していた。DEXAおよびp QCTで延長仮骨の骨密度を測定したところ、bisphosphonate投与群もFGF投与群も対照群に比して有意に高い骨密度を示し、結果的に骨癒合期間の短縮が見られた。延長終了後3週間で抜釘し、3点曲げ試験にて延長仮骨の強度測定を行った結果、bisphosphonat投与群の仮骨はコントロール群の仮骨に比して有意に高い骨強度を示した。以上の結果から骨延長における骨吸収の抑制と骨形成の促進は、ともに延長仮骨の骨癒合を促進し、結果的に治療期間を短縮させると結論した(Bone 2006印刷中)。<マウス実験>マウス下腿骨を延長するために小型のリング型創外固定器を独自に開発した。このシステムの確立により遺伝子改変動物の骨延長が可能となった。マウスでも延長仮骨は中央にfibrous interzoneを有する層状構造をとり、延長を停止すると速やかに骨癒合が完成した。またbisphosphonate投与によりマウスでもリモデリングが抑制され、骨癒合が促進される傾向にあった。骨延長に伴う下腿三頭筋の長さや質量の変化を計測したところ、延長量に比例して両者は増加することが分かった。ただし筋肉の断面積は延長中いったん減少し、延長を停止すると元にもど回復する傾向がみられた。Chondromodulineやosteoactivinのノックアウトマウスやトランスジェニックマウスを用いて行った骨延長の実験結果については論文作成中である。

著者

井本 逸勢 中屋 豊 二川 健 田嶋 敦

出版者

徳島大学

雑誌

挑戦的萌芽研究

巻号頁・発行日

2011

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Wistar系ラットから樹立された高運動習性動物モデルであるSPORTS(Spontaneously Running Tokushima-Shikoku)ラットを対象に、高運動習性の表現型形成の分子基盤を解明することを目的に、次世代シーケンサーを用いた全エクソン配列解析、連鎖解析、ならびにデータベースを用いた選択アルゴリズムから新規に構築するラットゲノム解析パイプラインを駆使することで、未同定の原因遺伝子のスクリーニングを行い、候補遺伝子群を得るとともに、モデルラットの表現型関連遺伝子のスクリーニングツールとシステムを確立した。

著者

安井 夏生 松浦 哲也 二川 健 西良 浩一

出版者

徳島大学

雑誌

基盤研究(B)

巻号頁・発行日

2006

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オステオアクチビンは膜結合型の糖タンパクで、細胞外ドメインと膜貫通ドメインをもつ。我々はスペースシャトルで無重力を体験したラットの筋肉にオステオアクチビンが高発現していることを報告した。オステオアクチビンは機械的ストレスの感知機構に何らかの役割をはたしていると考えられてきたが、延長仮骨における発現は現在まで調べられていない。本研究ではマウス下腿延長中にオステオアクチビンがタンパクレベルでも遺伝子レベルでも過剰発現していることがわかった。またオステオアクチビンの細胞外ドメインは延長仮骨には多数存在するが、延長を行わない骨切り部には存在しないことが明らかとなった。延長仮骨においてはMMP-3も高発現していたが、これはオステオアクチビンの細胞外ドメインに誘導された結果と考えられた。さらにオステオアクチビンは延長仮骨における骨吸収を抑制している可能性が示唆された。最近、我々はオステオアクチビンのトランスジェニックマウスの作成に成功し、徳島大学動物実験委員会に届け出た上で交配・繁殖させてきた。このマウスを用いて下腿延長術を行い正常マウスと比較した。予想されたとおりオステオアクチビンのトランスジェニックマウスではMM-Pが過剰発現しており、同時に延長仮骨の吸収が著明に抑制されていることがわかった。