研究内容
私たちの研究室では、現在、以下のテーマを中心に研究を進めています。
1)骨格筋の量と機能を維持する分子メカニズムの解明
加齢や心疾患、がん、糖尿病などの慢性疾患に伴う悪液質(カヘキシー)の進行は、骨格筋の量および機能の低下(筋萎縮)を引き起こします。筋萎縮は、骨格筋量や筋機能の低下に加え、筋代謝機能の悪化や筋力低下による活動範囲の制限を招き、生活の質(QOL)を著しく低下させます。そのため、筋萎縮の分子メカニズムを解明し、予防や軽減へと応用することは重要な課題です。
加齢や疾患に伴う筋萎縮の主な要因として、酸化ストレスおよび炎症の増大が挙げられており、これらを抑制することで筋萎縮の予防や軽減が期待されます。当研究室では、酸化ストレスや炎症による筋萎縮の誘導機構、ならびにそれらを効率的に軽減・抑制する分子メカニズムについて、骨格筋へのプラスミド投与法や遺伝子組換え動物を用いて検討しています。
参考文献
Yamada M, Warabi E, Oishi H, Lira VA, Okutsu M*. Muscle-derived IL-1β regulates EcSOD expression via the NBR1-p62-Nrf2 pathway in muscle during cancer cachexia. J Physiol. 602(17):4215–4235, 2024.
Yamada M, Okutsu M*. Interleukin-1β triggers muscle-derived extracellular superoxide dismutase expression and protects muscles from doxorubicin-induced atrophy. J Physiol. 601(21):4699–4721, 2023.
Okutsu M, Lira VA, Zhang M, Call JA, et al. Extracellular superoxide dismutase ameliorates skeletal muscle abnormalities, cachexia and exercise intolerance in mice with congestive heart failure. Circ Heart Fail. 7(3):519–530, 2014.(Editor's Picks 選出)
2)生活習慣病を予防・改善する分子メカニズムと運動の役割の解明
適切な栄養摂取や定期的な運動は、代表的な生活習慣病である動脈硬化性疾患や肥満の予防・改善に有効です。これらの疾患の発症や進展には、酸化ストレスや炎症性サイトカインによる細胞障害が深く関与しており、その軽減は不可欠です。
当研究室では、栄養摂取や定期的な運動が、酸化ストレスおよび炎症性サイトカインの産生をどのような分子機構によって抑制するのかについて、培養細胞系や生活習慣病モデルマウスを用いて検討しています。
参考文献
Yamada M, Iwata M, Ito H, et al., Okutsu M*. Exercise enhances antioxidant protein levels in oxidative skeletal muscle via IL-1β. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 330(1):R35–R45, 2026.
Himori K, Yamada M, Onoki T, et al., Okutsu M*. Nrf2 deficiency in muscle attenuates experimental autoimmune myositis-induced muscle weakness. J Physiol. 602(22):6189–6207, 2024.
Okutsu M*, Yamada M, Tokizawa K, et al. Regular exercise stimulates endothelium autophagy via IL-1 signaling in ApoE-deficient mice. FASEB J. 35(7):e21698, 2021.
Dokun AO, Chen L, Okutsu M, et al. ADAM12: A genetic modifier of pre-clinical peripheral arterial disease. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 309(5):H790–803, 2015.
さらに、上記の研究テーマに加え、骨格筋の肥大や再生、ならびに運動による免疫応答の変動などにも着目し、包括的な視点から研究を展開しています。