神戸大学は、動かないと筋肉の量が減少するメカニズムを明らかにしたことを発表した。
同成果は、同大大学院医学研究科糖尿病・内分泌内科学部門の小川渉教授らの研究グループによるもの。詳細は、米国科学雑誌「Journal of Clinical Investigation」に掲載された。
筋肉が減少すると、運動能力の低下のみならず、さまざまな病気にかかりやすくなり、寿命の短縮にもつながるとされ、特に加齢による筋肉の減少と運動能力の低下は「サルコペニア」と呼ばれ、高齢化社会の日本における課題の1つとなっている。
しかし、筋肉は動かさないと減ってしまうことは良く知られていることであり、運動という筋肉を増加させる刺激がなくなるために筋肉が減少するという仮説が提唱されていたものの、その仕組みについては良く分かっていなかったという。
そこで研究チームは、マウスの脚を運動神経の切断やギプス固定などにより動かなくして観察したところ、筋肉量の減少とともに、タンパク「KLF15」がキンニクで増加することを発見。KLF15をなくしたマウスでは、脚を動かなくしても、筋肉が減らないことを確認したという。
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筋肉からKLF15が除かれたマウスは動けない状態でも筋肉が減らないことが確認された (出所:神戸大Webサイト)
また、KLF15の増加メカニズムを探索したところ、筋肉が動かないと低く維持されている筋肉細胞内のカルシウム濃度が一層低くなることを発見し、これがKLF15を増加させ、筋量を減らす原因であることを突き止めたとする。
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動かなくした筋肉では細胞内のカルシウム濃度が低下することが確認された (出所:神戸大Webサイト)
さらに、カルシウム濃度の低下原因についても、筋肉で細胞の外から細胞内にカルシウムを取り込む役割をするタンパク「Piezo1」が減少するためであることを確認したとする。Piezo1は、細胞に圧力が加わると開く窓のような働きをすることが知られており、触覚にも関係しており、マウスでは筋肉のPiezo1を減らすと、普通に動いても、カルシウム濃度の低下や筋肉量の減少など、脚を動かなくした時と同じ変化が確認されたという。
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筋肉からPiezo1を除くと、普通に動けても細胞内のカルシウム濃度が低くなり、筋肉量が減ることが確認された (出所:神戸大Webサイト)
このほか、KLF15の増加により、さまざまな炎症の制御に重要な働きをするタンパクである「IL-6」も増加し、これが筋肉を減らす作用を持つことも突き止めたとのことで、研究チームでは、実際に骨折によるギプス固定によって筋肉が減少した患者の筋肉サンプルを用いた検討でも、これら3つのタンパクが働いた証拠が得られたともしている。
なお、研究チームでは、今回の成果について、今回判明したタンパクの作用は、運動による筋肉増加には直接関係していないとのことで、動かないと筋肉増加刺激がなくなるだけでなく、動かないことそのものが積極的に筋肉を減らす要因となることが示されたとしており、IL-6の抗体を用いた治療では免疫能を下げるという副作用が懸念されることから、今後、Piezo1やKLF15に作用する薬剤が開発されることで、筋肉減少の治療薬となることが期待されるとしており、すでに日本医療研究開発機構(AMED)の支援を受け、そうした薬剤の開発を開始しているとしている。
