抄録
【目的】骨格筋は可塑性に富んだ器官であり、外部環境に適応して構造的かつ機能的に変化することはよく知られている。前者の構造変化の際には、筋細胞膜が損傷すると考えられている。例えば、筋力トレーニングなど骨格筋に対する負荷量の増大は筋線維の肥大をもたらすが、この筋肥大に先立って骨格筋の細胞膜に損傷が生じる。我々はこれまで、温熱刺激による骨格筋肥大に先行して、骨格筋細胞膜に微細な損傷が生じることを確認した。また、筋膜が損傷した骨格筋では、共同筋腱切除による代償性肥大効果が認められないことから、筋肥大を引き起こす過負荷刺激は細胞膜上にて受容されて細胞内に伝達されることが示唆されている。しかしながら、外部環境に適応した骨格筋量の変化における骨格筋細胞膜の役割は明らかでない。一方、筋細胞膜に存在する筋特異的タンパク質であるtripartite motif 72 (TRIM72)は筋損傷後の細胞膜再構築に作用することが知られている。近年、TRIM72は筋肥大に関わるAkt活性を抑制することが報告されている。筋肥大など骨格筋量の変化に伴い、筋細胞膜の再構築が生じるが、TRIM72が骨格筋量の変化に関与しているかは未だ不明な点が多い。そこで本研究では、骨格筋量の変化に伴うTRIM72 mRNAの発現について検討することを目的とした。
【方法】実験には生後11週齢の雄性マウス（C57BL/6J）のヒラメ筋を用いた。全てのマウスの右後肢を対照群、左後肢を肥大群として設定した。左後肢は、ヒラメ筋の共同筋である腓腹筋腱を切除した。マウスは気温23±1°C、明暗サイクル12時間の環境下で飼育された。なお、餌および水は自由摂取とした。処置後経時的にマウス両後肢よりヒラメ筋を摘出し、即座に結合組織を除去した後、筋湿重量を測定した。筋湿重量測定後、液体窒素を用いて急速凍結し、－80°Cで保存した。摘出した組織はprotease inhibitor及びphospatase inhibitorを含むライセートバッファーを用いてホモジネートし、Bradford法により筋タンパク量を測定した。さらに、ウェスタンブロット法により、Aktの発現量ならびにリン酸化レベルを評価した。また、組織より全RNAを抽出・精製し、cDNAに逆転写した。定量PCR法により、TRIM72の発現量を測定した。内在性コントロールにはglyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase（GAPDH）を用い、このGAPDHのmRNA発現量に対するTRIM72の相対的発現量を算出し、評価した。
【説明と同意】本研究は、豊橋創造大学が定める動物実験規定に基づき、豊橋創造大学生命倫理委員会の審査・承認を経て実施された。
【結果】右後肢の対照群と比較し、左後肢の共同筋腱切除による肥大群では、ヒラメ筋の筋湿重量の有意な増加が認められた。したがって、本研究で用いた処置により骨格筋量の増加を引き起こすことができたと判定した。共同筋腱切除により、Aktのリン酸化レベルの増加が認められた。また、肥大群のTRIM72のmRNA発現量は対照群と比較し、高値を示した。対照群のAktのリン酸化レベルならびにTRIM72のmRNA発現量は実験期間中に変化は認められなかった。
【考察】共同筋腱切除により、Aktの活性化を伴う骨格筋量の増加が確認された。また、共同筋腱切除による骨格筋量増大によりTRIM72 mRNAの発現増加が確認された。したがって、TRIM72は骨格筋細胞膜の再構築に作用するだけでなく、骨格筋の肥大に対しても影響を与えることが示唆された。
【理学療法研究としての意義】
本研究により、骨格筋量の変化に伴い筋細胞膜再構築タンパク質TRIM72 mRNA発現量が増加することが確認された。骨格筋が形態的に変化するには筋細胞膜の再構築が必要であると考えられ、筋細胞膜再構築機構が明らかになることで効率的な骨格筋増量方法の開発につながり、高齢者の健康維持はもちろん様々な生活習慣病の予防に大きく貢献できると考えている。また、筋ジストロフィーなど筋細胞膜の損傷および修復不全に由来する様々な臨床症状に対するカウンターメジャーやリハビリテーションなど臨床医学への寄与が大きいと考えている。
本研究の一部は、文部省科学研究費（B, 20300218; A, 22240071; S, 19100009）ならびに日本私立学校振興・共済事業団による学術振興資金を受けて実施された。
