抄録
【目的】長期に及ぶ身体活動の低下や不動化は廃用性筋萎縮を引き起こすことが知られているが,廃用性筋萎縮は可逆的であり, 体重の再負荷や運動,電気刺激,温熱等により正常な筋へと回復する。しかし,萎縮を起こした筋が回復する過程や回復に要する期間に関する研究は少ない。そこで本研究では,ラット廃用性萎縮ヒラメ筋を用いて,骨格筋の活動量に強く影響を受けるミオシン重鎖(MHC)アイソフォーム,並びに細胞がストレスを受けたときに誘導され、変性タンパク質の抑制や修復を行う熱ショックタンパク質70(HSP-70)に焦点をあて,萎縮からの回復過程におけるそれらタンパク質のmRNA発現量の経時的変化を検討した.
【方法】11週令Wistar系雄ラットを用い, 3週間の後肢懸垂(HS群)後,体重を再負荷した.回復過程の検討として,再体重負荷後経時的(R-3,-7,-14,-28,-56日群)に,体重およびヒラメ筋湿重量の測定,HE染色,MHCアイソフォーム並びにHSP-70のmRNA発現量を検討した.データ解析は対応のあるt検定と一元配置分散分析を用い,有意水準を5%とした.
【結果】体重及びヒラメ筋湿重量は,3週間の後肢懸垂(HS群)で著しく減少したが,再体重負荷後両者共に徐々に懸垂前レベル(C群)に戻った.HE染色では,HS群において多核化や細胞萎縮が観察され,再負荷3日後(R-3日群)には更に深刻化した筋壊死が見られたが,再負荷7日後(R-7日群)には壊死からの回復が認められ,56日後(R-56日群)にはほぼ正常筋に近い状態となった.MHCアイソフォームのmRNA発現量は、HS群でMHC-Iβ,MHC-IIa,MHC-IId/x,MHC-IIbの全てが増加したが,再負荷後には更に増加を示した.この増加のパターンはタイプにより異なり,速筋タイプ(IIa,IId/x,IIb)は再負荷後7日以内にピークを迎えたが,遅筋タイプ(Iβ)は再負荷後14日目にピークを示した。一方,HSP-70のmRNA量は,HS群ではC群と比べ変化を示さなかったが,再負荷後に増加し,再負荷後7日目にはC群の13倍にまで達し,その後も高い水準を維持した.
【まとめ】ラットヒラメ筋を用いて廃用性筋萎縮からの回復過程におけるMHCアイソフォームとHSP-70のmRNA発現量の経時変化を検討したところ,両者共に後肢懸垂時よりも再体重負荷直後により増加を示した.現在同タンパク質のタンパク質レベルでの発現量変化を検討中であるが,MHCアイソフォームやHSP-70 mRNA発現量やタンパク質発現量の変化に対する解析は,理学療法士が臨床において廃用性筋萎縮に対する有効な治療法の開発に寄与できると考える.