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研究成果

公開日:2017.05.09

疲労しにくい筋肉(抗疲労性筋線維)の形成の仕組みを発見

研究成果 農学

 九州大学大学院農学研究院の辰巳隆一准教授、水野谷航助教、中村真子准教授らの研究グループは、筋組織幹細胞(衛星細胞)が合成・分泌するタンパク質 セマフォリン3A(Sema3A)によって抗疲労性筋線維の形成が誘導されることを初めて見出すと共に、細胞膜受容体に始まる細胞内シグナル伝達軸を明らかにしました。
骨格筋の疲労耐性やエネルギー代謝(糖と脂肪酸のどちらを使うか)などの特性は、“筋線維”と呼ばれる細長く大きな筋細胞のタイプによって決まります。筋線維には、抗疲労性筋線維(別名:遅筋型;マラソン選手に特に多い)と易疲労性筋線維(速筋型)の2つのタイプがありますが、筋の成長や再生の過程でどちらのタイプになるかを決定する機構はこれまで不明でした。
 本研究では、衛星細胞のSema3A遺伝子だけを不活化すると、抗疲労性筋線維がほぼ完全に消失することから、生体内においてSema3Aが強力な初期決定因子として働いていると着想しました。このSema3Aによる制御機構の重要な特徴の1つは、Sema3Aが細胞膜受容体に結合すると動き出すことにあり、このことはSema3A以外の受容体結合因子によって抗疲労性筋線維の形成を促進できることを意味します。事実、ある種の食品成分が受容体結合因子であることを見出しており、この食品成分をサプリメントとして摂取すると抗疲労性筋線維が増える可能性があります。

<社会的効果と今後の展開>上述のサプリメント摂取法は、加齢や寝たきりなどの不活動に伴う筋持久力低下の抑制方法への適用が期待されます。適度な運動や分岐鎖アミノ酸の摂取が推奨されていますが、作用機構に裏付けられた初の本格的な栄養機能学的方策となると期待されます。また、脂肪酸をエネルギー源とする抗疲労性筋線維の増加は脂肪の燃焼を促進するので、肥満や糖尿病などの成人病の予防にもつながり、健康寿命の延伸(QOLの改善)にも貢献できます。さらに、抗疲労性筋線維は食肉の軟らかさや脂肪交雑および旨味や機能性成分(へム鉄やカルニチン)の含量と相関していることから、“より美味しい食肉”の生産科学にも応用が期待されます。
 本研究成果は、2017年5月7日(米国時間)に、米国学術誌STEM CELLSのオンライン版に掲載されました。

本研究で解明した「筋組織幹細胞(衛星細胞)合成・分泌因子セマフォリン3A (Sema3A) による抗疲労性筋線維の形成誘導機構」および「期待されるシルバー科学・健康科学・食肉科学への貢献」

研究者からひとこと

本研究は、“偶然”と“ひらめき”から始まり、研究成果も全く予想していませんでした。骨の折れる実験にも学生はついてきてくれました。諸氏に感謝。

研究に関するお問い合わせ先

農学研究院 准教授 辰巳 隆一

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