[O-KS-15-5] 非荷重環境下でのレモンマートル摂取及び電気刺激が筋衛星細胞の活性化に与える効果
Keywords:廃用性筋萎縮, 栄養サポート, レモンマートル
【はじめに，目的】
廃用性筋萎縮の要因の一つとして筋衛星細胞の活性低下による筋核数の減少が指摘されている。このため廃用性筋萎縮の予防には筋衛星細胞の活性に伴う筋核数の増加を促すことが重要である。廃用性筋萎縮を抑制する目的で電気刺激が用いられているが，電気刺激の効果は十分ではなく，効果を高める工夫が必須である。一方，ハーブの一種であるレモンマートルの摂取は筋衛星細胞を活性化させることが明らかにされていることから電気刺激に加えレモンマートルを摂取することで廃用性筋萎縮の予防効果を促すことが期待される。そこで，本研究ではレモンマートル摂取を併用した電気刺激が筋衛星細胞の活性化と廃用性筋萎縮の予防に与える影響について検討した。
【方法】
Wistar系雄性ラットを後肢非荷重状態にし，生理食塩水群とレモンマートル群に区分した。レモンマートル群は1日2回レモンマートルを経口摂取（250mg/kg）させ，生理食塩水群は同容量の生理食塩水を経口摂取させた。また，両群の右後肢に電気刺激を施した。電気刺激は中周波電気刺激（変調波100 Hz）を下腿後面に経皮的に実施し，刺激強度は超最大刺激とした。刺激条件は1秒on，2秒offを20回繰り返し，6セットを1日2回実施した。生理食塩水群の左後肢をHU群，右後肢をHU+ES群，レモンマートル群の左後肢をHU+LM群，右後肢をHU+LM+ES群とした。各々の介入は14日間の後肢非荷重期間に実施した。介入期間終了後にヒラメ筋を摘出して，凍結保存した。凍結ヒラメ筋から薄切片を作製し，ATPase染色で筋線維横断面積（FCSA）を測定した。抗Pax7/抗Dystrophin/DAPIによる多重免疫染色で筋線維数当たりの筋核数及び筋衛星細胞数を算出した。筋衛星細胞の活性化の指標として抗MyoD/DAPIや筋衛星細胞の分化の指標として抗myogenin/DAPIの陽性核を測定した。統計処理には二元配置分散分析とTukeyの多重比較検定を使用し，有意水準は5％未満とした。
【結果】
FCSAは，電気刺激をしたHU+ES群及びHU+LM+ES群は電気刺激をしていないHU群及びHU+LMと比較して各々有意に高値を示した。また，レモンマートルを摂取したHU+LM群及びHU+LM+ES群は生理食塩水を摂取したHU群及びHU+ES群と比較して各々有意に高値を示した。筋核数，筋衛星細胞数に関しても各群間においてFCSAと同様の有意差が認められた。MyoDとmyogeninは，電気刺激をしたHU+ES群及びHU+LM+ES群は電気刺激をしていないHU群及びHU+LMと比較して各々有意に増加し，さらにレモンマートルを摂取したHU+LM+ES群は生理食塩水を摂取したHU+ES群と比較して有意に増加した。一方で，HU+LM群のMyoDはHU群と比較して有意な増加を認めたが，myogeninはHU群とHU+LM群の間に有意差を認めなかった。
【結論】
電気刺激はレモンマートル摂取による栄養サポートで，電気刺激単独で行うよりも筋萎縮が予防された。また，この効果には筋衛星細胞の活性化が関与することが明らかになった。
廃用性筋萎縮の要因の一つとして筋衛星細胞の活性低下による筋核数の減少が指摘されている。このため廃用性筋萎縮の予防には筋衛星細胞の活性に伴う筋核数の増加を促すことが重要である。廃用性筋萎縮を抑制する目的で電気刺激が用いられているが，電気刺激の効果は十分ではなく，効果を高める工夫が必須である。一方，ハーブの一種であるレモンマートルの摂取は筋衛星細胞を活性化させることが明らかにされていることから電気刺激に加えレモンマートルを摂取することで廃用性筋萎縮の予防効果を促すことが期待される。そこで，本研究ではレモンマートル摂取を併用した電気刺激が筋衛星細胞の活性化と廃用性筋萎縮の予防に与える影響について検討した。
【方法】
Wistar系雄性ラットを後肢非荷重状態にし，生理食塩水群とレモンマートル群に区分した。レモンマートル群は1日2回レモンマートルを経口摂取（250mg/kg）させ，生理食塩水群は同容量の生理食塩水を経口摂取させた。また，両群の右後肢に電気刺激を施した。電気刺激は中周波電気刺激（変調波100 Hz）を下腿後面に経皮的に実施し，刺激強度は超最大刺激とした。刺激条件は1秒on，2秒offを20回繰り返し，6セットを1日2回実施した。生理食塩水群の左後肢をHU群，右後肢をHU+ES群，レモンマートル群の左後肢をHU+LM群，右後肢をHU+LM+ES群とした。各々の介入は14日間の後肢非荷重期間に実施した。介入期間終了後にヒラメ筋を摘出して，凍結保存した。凍結ヒラメ筋から薄切片を作製し，ATPase染色で筋線維横断面積（FCSA）を測定した。抗Pax7/抗Dystrophin/DAPIによる多重免疫染色で筋線維数当たりの筋核数及び筋衛星細胞数を算出した。筋衛星細胞の活性化の指標として抗MyoD/DAPIや筋衛星細胞の分化の指標として抗myogenin/DAPIの陽性核を測定した。統計処理には二元配置分散分析とTukeyの多重比較検定を使用し，有意水準は5％未満とした。
【結果】
FCSAは，電気刺激をしたHU+ES群及びHU+LM+ES群は電気刺激をしていないHU群及びHU+LMと比較して各々有意に高値を示した。また，レモンマートルを摂取したHU+LM群及びHU+LM+ES群は生理食塩水を摂取したHU群及びHU+ES群と比較して各々有意に高値を示した。筋核数，筋衛星細胞数に関しても各群間においてFCSAと同様の有意差が認められた。MyoDとmyogeninは，電気刺激をしたHU+ES群及びHU+LM+ES群は電気刺激をしていないHU群及びHU+LMと比較して各々有意に増加し，さらにレモンマートルを摂取したHU+LM+ES群は生理食塩水を摂取したHU+ES群と比較して有意に増加した。一方で，HU+LM群のMyoDはHU群と比較して有意な増加を認めたが，myogeninはHU群とHU+LM群の間に有意差を認めなかった。
【結論】
電気刺激はレモンマートル摂取による栄養サポートで，電気刺激単独で行うよりも筋萎縮が予防された。また，この効果には筋衛星細胞の活性化が関与することが明らかになった。