ドーピング規制薬物を利用したトレーニング適応の分子機構の解析

フォーマット:

論文

責任表示:

北浦, 孝 ; Kitaura, Takashi

言語:

日本語

出版情報:

金沢大学保健管理センター, 2007-03

著者名:

• 北浦, 孝
• Kitaura, Takashi

掲載情報:

平成18(2006)年度 科学研究費補助金 基盤研究(C) 研究成果報告書 = 2006 Fiscal Year Final Research Report

巻:

2005-2006

開始ページ:

74p.

バージョン:

author

概要:

ドーピング規制薬物のβ_2アゴニストのクレンブテロールは筋肥大と速筋化を誘導することが知られている。トレーニングによる筋の効果的適応を誘導するためにこの作用機序の解明は重要である。そこでこの薬物によるラット骨格筋の速筋(長指伸筋:EDL)と遅筋(ヒラメ筋:SOL)における変化と部位特異性を分子生物学的手法で検討し、β_2-adrenoceptor(受容体)のmRNA発現の減少をSOLにおいて認めた。また核内調節因子で筋分化のマスター遺伝子であるMyoDのm … RNAの顕著な増加を遅筋(ヒラメ筋)で認め、さらに筋肥大において筋芽細胞から筋管細胞への最終分化に働くmyogeninのmRNA発現量が両タイプの筋肉で増加するのを認めた。これはこの薬物によるMyoDの形成促進のみならず筋細胞の分化促進も筋肥大に深く関与していることを示唆した。またトレーニングによる骨格筋肥大の重要因子であるIGF-1とMGFは、この薬物ではどちらの筋肉でも増加はなかった。これはトレーニングでは薬物よりも緩やかな適応が他のホルモンなどによって制御されている事を示唆するものである。また骨格筋形成のnegative regulatorのMyostatinのmRNA発現は、両筋ともに有意な変化はなかった。衛星細胞膜上のNotch1受容体はmyoblastの増殖をもたらし、細胞増殖に関連するシグナルを伝達し、衛星細胞は筋細胞膜上のDelta1 (Notchのリガンド)から増殖のシグナルを受け、筋への核の提供を行い筋肥大に寄与する。そこでNotch Signalingへの影響を調べるため、Notch1、そのリガンドで筋分化過程に関与するJagged1とDelta-like1、Notchの細胞内ドメインNICD (Notch Intracellular Cytoplasmic Domain)の核移行を制御するNumbのmRNA発現量について検討を行った。その結果、Notch1のmRNA発現にこの薬物は影響しないことが示唆された。またNotch1とそのリガンドのJagged1、Delta-like1、Notchの細胞内ドメインの核への移行を制御するNumbへの影響では、Notch1、Jagged1のmRNA発現はSOL、EDLともに変化がなかったが、Delta-like1、NumbのmRNA発現はEDLにおいて有意な増加が認められEDLでの筋肥大に関与していることが示唆された。しかし、これらのマーカーはガン細胞の増殖時にも増加することから、薬物による急激な筋肥大刺激には十分な注意と詳細な検討が必要であることが示された。<br />Clenbuterol is one of the beta-2 adrenergic receptor agonists with powerful muscle anabolic effects and is prohibited to use as doping drug for athletes. Recently it is well documented that the muscle hypertrophy is associated with an increase in satellite cell number, a proportionate increase in myonuclear number. And it is established that Notch1 becomes activated in satellite cells as they progress from a state of quiescence to one of active proliferation as myogenic precursor cells. However, we already reported that the Notch 1 mRNA showed no changes in both SOL and EDL. Furthermore, the effect of clenbuterol on the Numb, a plasma membrane-associated cytoplasmic protein, regulating differentiation of satellite cells is still not clear. In this study, we tried to examine the hypertrophic effects of clenbuterol on the Numb regulating system of both fast-and slow-twitch muscles. It is said that clenbuterol increased the MyoD as the myogenic master regulator and might induce the muscle hypertrophy and the transformation from slow-to fast-twitch muscle.The muscle wet weights increased in both SOL and EDL muscles with clenbuterol. The myogenin mRNA showed the increase in both muscles. The MyoD mRNA increased drastically in SOL. They may explained the accumulated fast-twitch fibers with fiber type transition from slow-to-fast and may explain the muscle hypertrophy in SOL, but not in EDL. However, the IGF-1, MGF, Myostatin, and Notch1 mRNA showed no changes in both SOL and EDL. The Delta-like1 mRNA showed no changes in SOL (CLEB: 100.7±20.3%, Control: 100.0±9.5 %), but significantly increased in EDL (CLEB: 167.3±28.0%, Control: 100.0±25.0 %; P<0.01). The Numb mRNA also showed no changes in SOL (CLEB: 104.1±19.9%, Control: 100.0±10.3 %), but significantly increased in EDL (CLEB: 131.0±20.0%, Control: 100.0± 21.5 %; P<0.05%). The increased Numb in EDL may explain the muscle hypertrophy according to progressed differentiation of myoblast. These results suggested that the hypertrophic effects of drugs should be explained in either myofibers or satellite cells, respectively. But these markers like Notch and Numb are known as the markers of progressive cancer. Therefore, we have to examine the relationship with Notch-signaling system and carcinogenic process by doping drugs.<br />研究課題/領域番号:17500421, 研究期間(年度):2005-2006<br />出典：「ドーピング規制薬物を利用したトレーニング適応の分子機構の解析」研究成果報告書　課題番号17500421 (KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）)　　　本文データは著者版報告書より作成 続きを見る

URL:

http://hdl.handle.net/2297/00049895