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Articles by Marco Brotto in JoVE
JoVE General
生細胞におけるストア作動性カルシウムエントリの蛍光ベースの測定：培養癌細胞から骨格筋線維に
1Department of Physiology and Biophysics, Confocal Microscopy and Cell Imaging Core, Robert Wood Johnson Medical School, 2Department of Physiology and Biophysics, Robert Wood Johnson Medical School, 3Muscle Biology Research Group-MUBIG Schools of Nursing & Medicine, University of Missouri-Kansas City
ストア作動性Caの範囲
JoVE General
隔離された骨格筋の収縮、倦怠感や交互の ex vivo での評価
1Department of Physiology and Biophysics, UMDNJ-Robert Wood Johnson Medical School, 2Muscle Biology Research Group, University of Missouri-Kansas City, 3Pharmacology division, College of Pharmacy, DHLRI, Ohio State University
我々は、直接筋力、筋パワー、収縮動態との単離された骨格筋の疲労を測定する方法を説明します
Other articles by Marco Brotto on PubMed
成熟した高齢マウスから単離したマウスの骨格筋の易疲労感に高齢化の影響
ヒラメ筋のものに比べて我々は、マウスの長指伸（EDL）筋肉の疲労特性に加齢の影響を調べた。疲労は、断続的な刺激プロトコルによって生成された。我々は、非疲労筋に最大の力を与えた（T（max）で、高頻度刺激）と、約半最大力（1/2T（max）で、あること、成熟した高齢動物の刺激パターンの間に生じる力の疲労の影響を報告する低周波刺激）。 1.0％および33.4 + / - - コントロールの3.0％、それぞれ15ヶ月歳（成熟）マウスでは、疲労の刺激は、+ / 10.3 EDLとヒラメ筋におけるT（max）を減少した。 30月齢（老齢）のマウスでは、EDLとヒラメ筋におけるT（max）の減少は、若い動物のそれに統計学的に同等であった。 2.9％、45.7 + / - - コントロールの0.3％、それぞれ刺激を疲労すると、22.5 + /に15カ月齢の動物からEDLとヒラメ筋における1/2T（max）を減少した。 1.3％、35.0 + / - - コントロールの3.6％、それぞれ30ヶ月の動物では、EDLとヒラメ筋で1/2T（max）は+ / 18.2に減少した。すべての条件下で、ヒラメ筋では有意に少ない疲労。刺激を疲労から収縮の回復は30分後に両方の年齢層におけるヒラメ筋のための完全であったが、EDLのために不完全。 1/2T（最大）/ T（max）の比率が有意に刺激を疲労した後、15ヶ月齢の動物からEDLとヒラメ筋で増加した。この増加は30カ月齢の動物から、ヒラメ筋ではあまりEDLの大幅な、と不在だった。このシフトは、古い動物のいずれかで有意に少ない（EDL）または不在である（ヒラメ筋）これらの結果は、疲労の刺激は若い動物の力周波数の関係で左シフトを誘導することを示しています。我々は力周波数関係の左シフトは刺激（すなわち酸化ストレス）が疲労の有害な影響のいくつかに対して、若い動物の防御機構を反映しているのかもしれないと推測している。
リーサルネマリンのミオパシーのスロー骨格筋トロポニンTの完全な喪失でGlu180ナンセンス変異の結果によって切り捨て
"アーミッシュのネマリンのミオパシー"（ANM）と呼ばれるネマリンミオパチーの致命的な形式は、ゆっくりと骨格筋トロポニンT（TnT）遺伝子のコドンGlu180の位置にナンセンス変異にリンクされています。我々はそのままでも切り捨て遅いTNTのタンパク質のいずれもANM患者の筋肉内に存在することがわかった。ゆっくりとTNTの完全な喪失は、病気の継承の観測劣性パターンと一致しており、筋原線維にTNTの統合におけるCOOH末端T2ドメインの重要な役割を示しています。 TNTの低速および高速のアイソフォームの発現は、ファイバ型固有のものです。タイプ1線維の選択的萎縮が遅いのTNT結果の欠如。ゆっくりとTNTは、単一の光ファイバの収縮アッセイで高速TNTをよりもカルシウムが高い+感受性を付与する。ゆっくりとTNTの欠如にもかかわらず、ANMを持つ個人は出生時に正常な筋肉の力を持っています。 ANMの出生後の発症や進行乳児は、胎児のTNTのアイソフォームが遅いTNTを補完することが示唆され、通常の開発ヒト骨格筋の高速TNTの心臓および胚のスプライス変異体のダウンレギュレーションに対応しています。これらの結果は、分子病態とANMの潜在的な標的療法を理解するための基盤を築く。
トロポニンTアイソフォームはアシドーシスにトランスジェニックマウス心筋の許容範囲を変更する
トロポニンT（TnT）は、筋肉の横紋のCa2 +の規制システムに不可欠な蛋白質である。三繊維の種類に固有のTNTの遺伝子は、心臓の低速および高速骨格筋TnTのアイソフォームをエンコードするための高等脊椎動物に進化してきました。 TNTのアイソフォームの機能的意義を理解するために、私達は速い骨格筋TNTを発現するトランスジェニックマウス心筋の収縮性にアシドーシスの効果を検討した。無傷心筋片の収縮性の解析には違いが生理的pHで検出されなかった一方、トランスジェニック心筋は、野生型コントロールのそれよりも酸性pHで+ DF / dtmaxで有意に減少していたことが明らかになった。肌の心臓の筋肉の収縮は速くTNTの存在はかなり大きな力の減少、野生型コントロールのそれより酸性のpHでのCa2 +感受性をもたらしたことを明らかにした。アシドーシスに筋肉の許容範囲でTNTのアイソフォームの効果は、胚の対成人の心臓の筋肉のより高い耐性を説明することがあります。結果は、TNTのアイソフォームでの電荷の違いは筋肉の収縮に寄与するという仮説と整合的である。データは、さらに遅いTNTは速い心臓のではなく、似ており、TNTはストレス状態に遅い筋肉のより高い耐性に貢献するかもしれないという仮説を支持している。したがって、TNTのアイソフォームの多様性は、開発および機能の適応時には、異なるファイバータイプの細胞環境に筋肉細いフィラメントの互換性に貢献するかもしれない。
細胞内カルシウムの欠陥メンテナンスは+恒常性は、MG29欠損マウスで増加し筋肉の易疲労性にリンクされています
Mitsugumin 29（MG29）は、通常、骨格筋の三つ組接合で検出された膜貫通タンパク質である。我々の以前の研究では、骨格筋からmg29の目標削除はトライアドの接合構造の異常をもたらし、また、筋肉疲労に対する感受性を増加させることが示されている。これらの効果の根拠を明らかにするために、我々は、Ca2 +の取り込みと放出制御とmg29ノックアウトマウス由来の毒素肌の伸展Digitorium長母（EDL）筋線維の特性を調べた。コントロールの筋肉、最大下カルシウムと比較して小胞体に+取り込み（SR）は遅かったとSR内のCa2 +の貯蔵が原因SR間のCa2 +の動きの増加リーク·プロセスに、変異体の筋肉で低かった。漏洩経路は、筋形質のカルシウムへのCa2 + /カフェイン誘発性Ca2 +放出の増加感度+に関連付けられています。したがって、変異体EDL筋の易疲労感の増大はCa2 +の取り込みの減速の組合せは、Ca2 +誘発Ca2 +放出（CICR）と、合計SRのCa2 +含量の減少の変更に起因することができます。
マラリアのマウスから骨格筋の機能や生化学的修飾
それはよくマラリアの経験骨格筋の問題（拘縮、痛み、疲労、脱力感）を患っている患者が、詳細な研究が感染した哺乳類の無傷と肌の骨格筋の収縮機能および生化学的特性の変化を調べるために行われていないことが確立されていますがマラリア。この目的のために、我々は、マラリア原虫スポロゾイトに感染したマウスから伸digitorium長母（EDL、速筋、glyocolytic）とヒラメ筋における（SOL、遅筋、酸化）筋肉のような機能を検討した。まず、疲労時や前後無傷のコントロールとマラリアに感染した筋肉によって生成された最大強縮力（T（MAX））、勉強しました。トリトン肌の筋線維は、これらの筋肉から単離され、等尺性収縮機能に加えて、銀が強化されたSDS-PAGEで分析し、基本的な生化学的プロファイルを決定するために使用された。我々はそのまま筋肉のT（max）およびトリトン肌の筋線維の最大のCa2 +活性化力（F（最大））はマラリアの筋肉の約50％減少したことがわかった。加えて、マラリアの筋肉からトリトン肌の筋線維の収縮タンパク質はCa2 +にかなり感受性が低かった。生化学分析では、コントロールと比較して、マラリアの筋肉からトリトン肌の筋線維の本質的な収縮タンパク質の有意な損失（例えば、トロポニンとミオシン）があったことを明らかにした。生化学的変化（すなわち、本質的な収縮蛋白の減少）もそのまま筋肉やトリトン肌の筋線維の両方で解決された機能的な変更を説明しているようだとマラリアに関連付けられている筋肉の症状の病因に適したパラダイムを提供することがあります。
制御されていないカルシウムは、哺乳類の骨格筋ジストロフィーのためのシグナルとして作用スパークス
ほとんどの興奮性細胞は細胞膜や小胞体や筋小胞体との間の協調の相互作用を介して細胞内Caの厳密な制御（2 +）を維持します。静止筋小胞体のCa（2 +）放出機構は生存率と骨格筋の正常な機能にとって不可欠である。ここでは、微妙な膜の変形は、Ca（2 +）が無傷の哺乳類の骨格筋で火花誘発することを示している。自発的Ca（2 +）の火花が可逆的に浸透圧ショックにより誘導され、行使する正常な生理学的応答に関与することができます。壊れやすい膜の整合性ジストロフィー筋では、ストレス誘導性のCa（2 +）火花は、本質的に不可逆である。また、MDX筋肉に適度な運動は、Ca（2 +）スパーク応答を変更します。従って、膜変形誘発Ca（2 +）はカルシウム（2 +）シグナル伝達の生理学的および病態生理学的調節において重要な役割を持っており、ストア作動性Ca（慢性的な活性化との接続で制御されていないのCa（2 +）スパーク活動火花2 +）のエントリは、哺乳類の骨格筋のジストロフィー信号として機能することができます。
Sarcalumeninノックアウトマウスの疲労および改変されたカルシウム処理のプロパティへの強化された抵抗
Sarcalumeninは、横紋筋細胞の筋小胞体に位置するのCa2 +結合タンパク質である、の生理的機能はまだ完全に決定されていない。 sarcalumeninノックアウト（ - / - SAR（））を使用してマウスを、我々はその変更のsarアブレーションストア作動性Ca2 +流入（SOCE）と強化された筋肉疲労抵抗性を示した。 SAR（ - / - ）マウスは、トレッドミル運動と少ない疲労、およびsarからそのまま隔離されたヒラメ筋と長指伸筋群（ - / - ）マウスは、野生型マウスのものより断続的に疲れない刺激に対してより耐性であった。 （ - / - ）の筋肉を強化SOCEは、sarで観察された。 （ - / - ）筋肉mitsugumin 29（MG29）、骨格筋の三つ組接合部に位置シナプトフィジン関連膜タンパク質の有意な発現上昇が含まれている生化学的な解析は、sarあることが明らかになった。筋肉がMG29の発現の増加と相関することができる（ - / - ）mg29のアブレーションがSOCEの増加倦怠感や機能不全を引き起こすことが示されているので、強化されたSOCEの活動は、sarで見られる。我々のデータは、sarcalumeninの全身アブレーション効果SOCEそのCa2 +の調節タンパク質の代償の変化によって筋肉疲労に強化された抵抗を引き起こしお勧めします。
単一骨格筋線維におけるトロポニンTおよびトロポニンIアイソフォームの結合式が収縮と相関
横紋筋の収縮は、アクチン活性化ミオシンATPアーゼによって供給されています。このプロセスは、トロポニン複合体を介してのCa（2 +）によって規制されています。低速および高速筋それぞれの脊椎動物の骨格筋急行I型およびII型ミオシンの繊維、およびこれらのミオシンアイソザイムは異なるATPase活性、収縮速度、力を与える。骨格筋トロポニンも、高速および低速のアイソフォームに分岐していますが、その機能的意義は十分に理解されていません。哺乳類の骨格筋とミオシンアイソフォームのものとそれらの機能の関係のトロポニンアイソフォームの発現を調べるために、我々は、付随してミオシン、トロポニンT（TnT）、およびトロポニンI（TNI）は、ラットの単繊維のアイソフォームの内容および等尺性収縮特性を調べた骨格筋。我々は、トリトンX-100肌のシングルヒラメ筋からの繊維、横隔膜、腓腹筋、および長指伸筋および単一のミオシンアイソフォームの組み合わせとTNTとTNIの単一のクラス（低速または高速）を選択した繊維の多数の特徴アイソフォームが収縮性を決定する上で自らの役割を調べることができます。タイプIIaの、IIx、およびIIbのミオシン繊維は、タイプI線維のそれよりも高い等尺性力を作り出した。成人骨格筋線維の倍数性にもかかわらず、TNTとTNIの高速または低速のアイソフォームの発現が密接に結合されている。高速トロポニンを含む繊維は遅いトロポニン繊維のそれよりのCa（2 +）活性化の高い協同性を示したのに対し、遅いトロポニンを含む繊維は、高速トロポニン繊維のそれよりも高いCa（2 +）の感度を持っていた。これらの結果は、トロポニンと骨格筋と筋の収縮特性への貢献におけるミオシンアイソフォーム発現の異なるが調整された規制を示しています。
脱共役ストア作動性Ca2 +エントリーとJunctophilin遺伝子を黙らせることで小胞体からの改変されたCa2 +放出
Junctophilin（JP）は、細胞表面と効率的な興奮収縮連関を確保する筋細胞の細胞内膜の間の密接な接触を仲介する。ここでは、JP発現の減少によって筋小胞体の細胞膜と端末槽（SR）の横細管（TT）陥入によって形成されたトライアドの接合構造のその混乱に欠陥がカルシウムにつながる+筋細胞の恒常性を示しています。 JP1とJP2の遺伝子の両方に対して小さなヘアピン干渉RNA（shRNA）をしてアデノウイルスを用いて、骨格筋線維のJPSの急性抑制を達成することができます。 shRNAの処理の筋肉はおそらくSRからTTに切り離さ逆行性シグナル伝達によるものである変形トライアド接合と低ストア作動性Ca2 +流入（SOCE）を示す。 JPのノックダウンでも、SRカルシウムの減少を引き起こす+ストレージと変更されたカフェイン誘発性Ca2 +放出、SRのCa2 TT膜の直立歩行の調節+放出機構を示唆している。我々のデータは、JPSは、全体的な細胞内Ca2 +筋細胞の恒常性を制御するのに重要な役割を果たしていることを示しています。我々は、JPSの発現の変化は、特定の筋肉の疾患や加齢に伴う表現型の変化のいくつかを根底にあると推測している。
筋肉の老化は妥協のCa2 +スパークシグナリングおよび偏析細胞内Ca2 +放出に関係している
細胞内Ca2ための恒常的な能力を減少さ+（[Ca2 +の] i）の運動は、筋肉の老化時にサルコペニアと収縮機能障害の進行の根底にある可能性があります。我々は高齢化に関連付けられている骨格筋におけるCa 2 +恒常性に2つの変化を報告します。 Ca2 +のカルシウムの元素単位である火花、+筋小胞体からのリリースでは、まだ膜構造の変形によって、動的な方法で活性化する、若い筋肉に休息条件の下で沈黙している。のCa2 +の火花の動的な性質は、高齢者の骨格筋で失われたように表示されます。孤立した筋肉の準備に繰り返し電圧刺激を用いて、高齢者の骨格筋の正常な興奮収縮プロセスからuncouplesことが分離された[Ca2 +の] iの予備を識別します。同様の表現型は、筋膜の微細構造とCa2 +シグナル伝達の維持に関与しているmitsugumin-29（MG29）と呼ばれるシナプトフィジン-ファミリータンパク質のために思春期の筋肉がnullの場合、観測されている。高齢者の骨格筋でMG29の発現低下と相まって、この発見は、MG29式は老化時に骨格筋のCa 2 +恒常性を維持する上で重要であることを示唆している。
Azumoleneは、骨格筋リアノジン受容体に結合ストア作動性カルシウムエントリのコンポーネントを抑制する
ダントロレンは、悪性高熱時に生成され、昇格筋形質ののCa（2 +）、揮発性麻酔薬によって引き起こされる薬理遺伝学の危機を軽減します。 1型リアノジン受容体（RYR1）、骨格筋筋小胞体のCa（2 +）放出チャネルへのダントロレンの特異的結合が実証されているが、RYR1チャネル機能の直接のダントロレンの抑制のための証拠はほとんどない。最近の研究で示唆され、ストア作動性Ca（2 +）エントリ（SOCE）は骨格筋の機能に寄与するが、この経路上のダントロレンの効果が検討されていません。ここでは、タプシガルギンによって誘導されるSOCEコンポーネントが影響を受けません。一方azumolene、等しい効力ダントロレンアナログが、カフェインとリアノジンによってRYR1の活性化に結合SOCEのコンポーネントを阻害することを示しています。我々のデータは、azumoleneは、骨格筋でSOCEするシグナル伝達、細胞の2つのメカニズムRYR1から独立したと1つの結合されているものを区別することを示唆している。
高齢者の骨格筋で妥協ストア作動性Ca2 +エントリー
高齢者の骨格筋で、収縮機械の構成と機能への変更は、完全に熟成中に筋脱力を特徴づけるの収縮機構によって生成された特定の力で観察された減少を説明することはできません。高齢者の非興奮性と興奮性細胞内のエントリが最近同定された細胞外Ca（+ 2）はの変更以来、私たちは高齢者のマウスの骨格筋にストア作動性Ca（2 +）エントリ（SOCE）の機能状態を評価した。 Mnを用いて（2 +）の消光フラ-2 Caの蛍光と共焦点顕微鏡イメージング（2 +）の横細管からの動きは、我々はSOCE深刻なように老齢マウス（26-27ヶ月）から単離された筋線維では侵害されたことが判明（2-5ヶ月）若いマウスからのものと比較した。高齢者の骨格筋の減少SOCEがSTIM1または往来のmRNAの発現低下の発現の変化のレベルに起因すると表示されていませんが、SOCEのこの減少は、ミラーはmitsugumin-29の場合はnull若いマウスは、そのシナプトフィジン-関連タンパク質から分離された繊維であるディスプレイは、高齢者の骨格筋での発現を減少させた。我々のデータは、その減少mitsugumin-29の発現の減少SOCEを示唆していると、一般的に筋肉の老化に関連付けられて減少した細胞内Ca（2 +）恒常的な能力に貢献するかもしれない。
細胞膜修復機構のMG53核形成·アセンブリー
ダイナミック膜の修復とリモデリングは細胞の整合性とを仲介する効率的な細胞機能を維持する元素のプロセスです。ここでは、MG53、筋肉特有の三モチーフファミリータンパク質（TRIM72）は、筋線維膜修復機構の構成要素であると報告している。 MG53は、細胞内小胞に関連付けるホスファチジルセリンと対話することへのトラフィックと筋線維鞘の膜と融合。欠陥のある細胞膜修復能力に関連付けられているMG53ショー進行性筋疾患の減少、運動能力の場合はnullマウス。筋線維膜の損傷は、損傷部位にMG53を含む小胞の動員、その結果、細胞外の酸化環境とMG53オリゴマーのエントリにつながります。小転した後、細胞外Caのエントリ（2 +）は、膜を再シールする小胞の融合を容易にします。我々のデータは、細胞内小胞トランスロケーションとCa（2 +）依存性膜融合は別個の細胞膜損傷の修復に関与する手順と、そのMG53が酸化依存的に細胞膜修復機構の組立を開始することがあることを示します。
MIP/MTMR14ホスファターゼの欠乏は、Ca（2 +）の恒常性を破壊することにより筋障害を誘導する
骨格筋細胞内Ca（2 +）濃度（[Ca（2 +）]は、（i））は、急速に興奮収縮·弛緩の過程で安定化する必要があります。しかし、このような急速なCa（2 +）の運動に関与するシグナル伝達コンポーネントは完全には理解されていません。ここでは、報告することを新たに同定されたPtdInsP（ホスファチジルイノシトールリン酸）ホスファターゼMIP/MTMR14（筋肉特有のイノシトールホスファターゼ）のショーの筋肉の脱力や疲労欠損マウス。 （ - / - ）MIP/MTMR14から分離された筋肉マウスは、以下の収縮力を生み出し著しく長時間緩和を有しており、通常の筋肉への疲労悪化相対を示した。筋小胞体 - さらなる分析がMIP/MTMR14欠乏は内部ストアから自発的Ca（2 +）の漏れをもたらしたことを明らかにした。これは、減少し代謝（脱リン酸化）とMIP/MTMR14特に基板、PtdIns（3,5）P（2）とPtdIns（3,4）P（2）その後の蓄積に起因するものであった。さらに、我々はPtdIns（3,5）P（2）とPtdIns（3,4）P（2）にバインドされていることを発見し、直接活性化のCa（2 +）放出チャネル（リアノジン受容体1、RYR1）筋小胞体。これらの研究は、筋細胞で細かく制御PtdInsPレベルは（2 +）恒常性、筋肉のパフォーマンスCaを維持するために不可欠であることを最初の証拠を提供しています。
ストレプトゾトシン糖尿病ラットの横隔膜筋肉の収縮と易疲労感の時間的な適応的変化
糖尿病は減少したダイアフラム（DPH）機能による換気抑制を特徴としている。本研究では、2週間のインスリン治療ととせずに、ストレプトゾトシン誘発糖尿病の発症後14週に4日から網羅した時間間隔でラットDPH筋の収縮特性の変化を調べた。そのままDPH筋ストリップと刺激を疲労からの回復の最大強縮力を測定した。糖尿病のDPHの収縮機能の早期（4日）うつ病は、筋機能や疲労回復（8週間）の緩やかな改善が続いた。 DPH収縮機能は、14週間、完全にインスリン治療によって逆にされたプロセスで再び悪化した。トリトン肌のDPH繊維で評価の最大収縮力とカルシウム感受性は類似モーダルパターンとインスリン治療の同一の有益な効果を示した。収縮と調節タンパク質のアイソフォームの広範な分析は行わなかったものの、トロポミオシンのウェスタンブロット分析は、糖尿病DPHの応答の変化は光ファイバ型のスイッチでは、少なくとも部分的に依存することを示唆している。
筋特異的Inositideホスファターゼ（MIP/MTMR14）は加齢とともに減少し、損失がカルシウムの恒常性を変更することにより骨格筋の老化を加速され
我々は最近、小説の筋固有inositideホスファターゼ（MIP/MTMR14）が上で重要な役割を果たしていることが報告されている[2 +]のsn-1-ステアロイル-2 - アラキドノイルホスファチジルイノシトール（3,5）ビスリン酸の脱リン酸化を介してI恒常性（PI（3 、5）P2）。 MIPの機能突然変異の損失は、人間中心核ミオパシーで同定されています。我々は、MIPのノックアウト（MIPKO）動物モデルを開発し、MIPKOマウスは、運動誘発性筋損傷、高齢者における筋機能の変化の商標の影響を受けやすいことがわかった。私たちは、老化の間に筋機能におけるMIPの役割を解明するために、野生型（WT）マウスとMIPKOマウスを使用していました。我々は、かなり古いWTマウスでは減少MIP mRNA発現、MIP蛋白質レベル、およびMIPホスファターゼ活性を発見しました。 ）i）は、IIIをトレッドミルの活性が低下し、速度、ii）を歩いて減少して収縮力を減少させ、及びiv）発電、げっ歯類とヒトにおけるサルコペニアの古典的な機能を減少させた：成熟したMIPKOマウスは密接に古いWTマウスに見られるものに似た表現型を表示します。不良品のCa2 +ホメオスタシスは高齢化の間に筋機能の低下でMIPの推定役割を示唆している、成熟したMIPKO、古いWTマウスにも存在しています。我々の研究は、骨格筋機能と老化サルコペニアを治療するための潜在的な治療標的としてのMIPの役割の調査のための新しい手段を提供します。
TRIC-Nullの骨格筋のCa2 +過負荷と筋小胞体不安定
（ - ）、およびH（+）チャネルは、Ca（2 +）のリリース時に電荷の中和を促進することができる骨格筋の筋小胞体（SR）は、K（+）、塩素を含んでいます。私たちの最近の研究では、急速なCa（2 +）の細胞内ストアからのリリースに関連する本質的な対イオン透過経路としてSRに三量体の細胞内カチオン（TRIC）チャネルを同定した。骨格筋は、それぞれ優勢とマイナー成分としてTRIC-AとTRIC-Bアイソフォームが含まれています。ここでは、骨格筋におけるTRIC-Aの生理的機能をテストします。生化学的アッセイは、TRIC-TRIC-A/ryanodine受容〜5:1のモル比と骨格筋リアノジン受容体への相対的な豊富な表現を明らかにした。 （ - / - ）TRIC-Aの電子顕微鏡骨格筋は、野生型筋肉と比較してCa（2 +）の堆積物の頻繁な形成とSRの内部のCa（2 +）オーバーロードを示した。 （ - / - ）筋肉元素のCa（2 +）のリリースイベント、例えば、浸透圧ストレス誘導性のCa（2 +）火花活動に対し、カフェインによって解放されなかったTRIC-この上昇SRのCa（2 +）プールかなり可能性が高いSRを越え妥協対イオンの動きを反映して減少した。 （ - / - ）骨格筋、すなわち一過性で反復的な疲労の刺激の間に減少する力プロファイル内に登場収縮力の大幅な増加ex vivoでの生理的なテストでは、孤立したTRIC付き "アルタナン"行動の出現を同定した。 （ - / - ）筋肉SR /小胞体のCa（2 + ATPアーゼ）を阻害する関数は、TRIC-におけるストレス誘導性交互脈の悪化につながる可能性があります。我々のデータは、TRIC還元対イオン運動との組み合わせでSRの膜を横切ってのCa（2 +）の動きの不安定につながる可能性があり、SRのCa（2 +）過負荷につながる可能性があり、その不在を示唆している。 （ - / - ）筋肉のストレス条件下での心筋で報告されている店舗過負荷誘発性のCa（2 +）放出の骨格筋のバージョンを反映するかもしれません。TRIC-Aは、との観測アルタナン行動
ホスファチジルイノシトール3,5 - ビスリン酸（PI（3,5）P2）は、リアノジン受容体の活性化を介して心臓の収縮を増強する
ホスファチジルイノシトール3,5 - ビスリン酸（PI（3,5）P2）は、最も最近同定されたホスホイノシチドであり、その機能が完全に解明されていない。最近、私たちの筋肉グループのメンバーは、PI（3,5）P2は、Ca（2 +）恒常性を変化させることにより骨格筋の機能に重要な役割を果たしていることが示されている。したがって、我々は、PI（3,5）P2を仮定しても心筋細胞内Ca（2 +）（の[Ca（2 +）]（i））を変更することにより、心筋の収縮を調節することができます。まず、PI（3,5）P2が存在し、免疫を介した心筋細胞のインスリン処理により増加したことを確認した。 PI（3,5）P2治療の急性影響を調べるために、電気的にペース左心室筋ストリップは、PI（3,5）P2とインキュベートした。 PI（3,5）P2による治療は等尺性力、力の開発の速度、収縮波形に関連付けられたエリアの大きさを増加させた。これらの拡張収縮反応もMIP/Mtmr14で観察された（ - / - ）我々は、PI（3,5）P2の上昇を持っていることが判明し、マウスの心臓、。フラ-2を搭載した心筋細胞では、PI（3,5）P2は、堅牢な上昇を作り出した[Ca（2 +）]（I）。の[Ca（2 +）]（i）のPI（3,5）P2-誘導上昇は、細胞外Caの自由な条件で存在していませんでした（2 +）と完全にリアノジンによってブロックされました。我々は、ホスホイノシチドは筋小胞体のCa（2 +）放出チャネル（; RyR2リアノジン受容体）と直接行動かどうかを調べた。 PI（3,5）P2 [3 H]リアノジン結合増加し、脂質二重膜に再構成し、単一のRyR2チャネルのオープン確率（P（O））増加しました。これは強くホスホイノシチドはRyR2チャネルに直接結合することを示唆している。したがって、我々は、PI（3,5）P2は筋小胞体のCa（2 +）放出の強力な活性化因子であり、その結果、心臓の収縮を調節することを就任の証拠を提供しています。
ホスファチジルイノシトール3,5 - ビスリン酸は、動脈平滑筋細胞の細胞内Ca2 +のフリーを増やし、血管収縮反応を誘発する
ホスホイノシチド（3,5） - ビスリン酸[PI（3,5）P（2）]は、リアノジン受容体（RyRs）を活性化することにより、細胞内Ca（2 +）変調新たに同定されたホスホイノシチドである。動脈平滑筋の収縮状態が細胞内Ca濃度（2 +）に依存しているので、我々は、筋小胞体（SR）のCa（2 +）を格納し、PI（3,5）P（2）を動員して細胞内Caを増加させるという仮説を立て動脈平滑筋細胞の原因と血管収縮反応（2 +）。免疫組織化学を使用して、我々はPI（3,5）P（2）マウスの大動脈とその応用外因性PI（3,5）P（2）容易に入力した大動脈平滑筋細胞に存在していたことがわかった。隔離された大動脈平滑筋細胞は、外因性PI（3,5）P（2）上昇、細胞内Ca（2 +）、で、それはまた、大動脈リングを契約しました。 PI（3,5）P（2）応答の大半は、後の無傷だった一方、細胞内Caの上昇（2 +）とPI（3,5）P（2）によって引き起こされる収縮の両方が、拮抗RyRsによって阻止されましたイノシトールの封鎖（1,4,5） - 三リン酸受容体。タプシガルギンまたはカフェイン及び/またはリアノジンによるSRのCa（2 +）店舗の枯渇は、Ca（2 +）応答と大幅に減衰を鈍らせ収縮は、PI（3,5）P（2）によって誘発される。電位依存性のCa（2 +）チャネルを阻害する細胞外Caの除去（2 +）またはベラパミルの添加は減少したが、PI（3,5）P（2）へのCa（2 +）または収縮反応を排除していませんでした。また、PI（3,5）P（2）脱分極大動脈平滑筋細胞とそのLaCl（3）は細胞外Caに起因するPI（3,5）P（2）応答（2 +）の側面を抑制すること。が見つかりましたしたがって、完全かつ持続的な大動脈の収縮おそらくRyRの活性化を介して、SRのCa（2 +）のリリースを必要とPI（3,5）P（2）に、また細胞外のCa（2 +）エントリ電位依存性カルシウムを介した（2 +）チャネル。
ストア作動性Ca（2 +）エントリ（SOCE）は、高齢者の骨格筋でヤングで正常骨格筋収縮に貢献しません
単独で筋萎縮は、正常な老化の間に骨格筋の収縮力の大幅な下落を説明するには不十分である。骨格筋の老化に収縮力を減少させた一つの要因は、反復的な筋収縮を可能にするために十分な空きのCa（2 +）を使用せずに、興奮収縮（EC）の結合が損なわれる可能性があり、骨格筋は自然に弱くなる。生物物理学的アプローチを用いて、我々は以前にそのストア作動性Ca（2 +）エントリ（SOCE）は高齢者の骨格筋ではなく、若い人たちに妥協されることが示された。重要なものの、これまでの研究から欠落しているコンポーネントがSOCE機能が老化の間に収縮機能と相関しているかどうかではありません。ここでは、老化時の骨格筋の収縮機能に細胞外のCa（2 +）の寄与をテストします。まず、SOCEのSRのCa（2 +）放出チャネルを介したCa（2 +）のリリースとアクティベーションの間の結合等級を示しています。 SOCEの阻害は、特に高頻度刺激では、若い骨格筋の収縮力の大幅な削減を生産し、そのような効果は、高齢者の骨格筋で完全に欠席した。我々のデータは、SOCEは、若い健康な骨格筋の正常な生理的収縮反応に寄与しているとSOCEを通じて、不良細胞外Ca（2 +）のエントリが高齢者の骨格筋の減少収縮力特性に寄与することを示しています。
中断膜の構造とBIN1の急性ノックダウンした成人骨格筋細胞内Ca²⁺シグナリング
骨格筋での効率的な細胞内Ca²⁺（〔Ca²⁺] i）の恒常性は、原形質膜と筋小胞体の端末槽のT細管陥入から成る完全なトライアド接合部複合体を必要とします。 BIN1は、骨格筋のT管の開発に関連付けられており、T管にジヒドロピリジン受容体（DHPR）をテザリングに関与している専門のBARドメインで構成されています。ここでは、BIN1の²⁺ホメオスタシス成人骨格筋のCaために重要であることを示している。生体内エレクトロポレーションによるトランスフェクション法では生後致死性のマウスの結果でBIN1の全身アブレーションは、でBIN1ノックダウンの効果を研究するためにBIN1（shRNAをBIN1）を標的とするRNA RFPタグ付きプラスミドその生産ショートヘアピン（sh）を提供するために使用されているので成体マウスFDB骨格筋。内因性のBIN1発現の減少を確認した上で、我々はshRNA-BIN1筋がBIN1は成人骨格筋で無傷の膜構造の維持に必要であることを示す、腫れT管構造を表示することを示した。のCa²⁺のリリースを細胞内の変化にリンクされたT管構造の崩壊につながったBIN1発現を抑制した。電圧誘起によるCaは²⁺のshRNA-BIN1の、単離された筋線維にリリースされたshRNAをコントロールと比較したときのCa²⁺、現在およびSRのCa²⁺トランジェントの平均振幅の両方がDHPRとリアノジン受容体1との間にカップリング妥協を示し、減少したこと。示した浸透圧ストレス誘導性のCa²⁺火花の平均周波数が損なわDHPR活性化を示すshRNAをBIN1に減少した。また、表示されたshRNAをBIN1繊維のCa²⁺火花 "のshRNA-BIN1繊維で減少し総Ca²⁺店舗に起因した振幅を減少させた。 BIN1の人間の突然変異は、中心核ミオパシーと関連付けられ、BIN1のSH3ドメインは、骨格筋におけるサルコメア蛋白質の組織のために重要である。我々の研究では、そのままT管構造の維持にBIN1の重要性を示すと（〔Ca²⁺] i）の成人の骨格筋における恒常性は、ミオパシーの骨格筋の収縮性と病理のBIN1の潜在的な役割に機械的な洞察を提供することができます。
ストア作動性カルシウムエントリはHL-1心筋細胞に存在し、一休みするカルシウムに貢献
ストア作動性Ca（2 +）エントリ（SOCE）は最近、特に心臓肥大の間に、心臓の生理学的および病理学的に重要であることが示されている。しかし、SOCE中に細胞内Caの変化（2 +）を測定すると、成人原発性心筋細胞で勉強することは非常に困難である。その結果、心臓の薬をテストし、心臓の病理学におけるSOCEの役割を調べるために使用することができSOCEのin vitroでの安定性と信頼性の高いモデルが必要である。 HL-1細胞は、成体心筋細胞の表現型特性を維持しながら継続的に分割し、自発的に契約可能な唯一の不死の心筋細胞株である。 SOCEの役割をこれまでにまだHL-1心筋細胞株で検討されていません。我々は、これらの細胞が間質相互作用の分子1（STIM1）およびCa（2 +）SOCE機械の重要なコンポーネントであり、放出活性化カルシウム（2 +）（CRAC）チャネルOrai1を表明したことを初めて報告した。 HL-1細胞のほかに、SOCEがしっかり（SR）筋小胞体に結合した-Ca（2 +）のリリース、およびそのような応答は、電圧依存性Ca（2 +）チャネル（L型およびTの存在下で損なわれていないタイプのチャネル）または逆方向モードのNa（+）/ Ca（2 +）の交換（NCX）阻害剤。我々は、既知のSOCE阻害剤（BTP-2およびSKF-96365）を持つとRNAiとOrai1の標的ノックダウンによってSOCE応答を廃止することができました。さらに、Orai1のノックダウンはSOCEは、心筋細胞におけるストレスのない状態の間（2 +）恒常性のCaの役割を果たす可能性があることを示し、低いベースラインのCa（2 +）とタプシガルギンに減衰応答（TG）とカフェインとなりました。現在のところ、心筋細胞におけるSOCEについて少し知識があり、本結果は、HL-1細胞は、心臓にSOCEの役割を調査する偉大なユーティリティであることを示唆している。
クルッペル様因子 15 を調節する骨格筋脂質フラックスと運動適応。
運動中の脂質利用を向上させる能力の骨格筋の代謝の可塑性の生存に不可欠のフォームです。逆に、筋肉の代謝の硬直化臓器障害や病気を引き起こすことができます。転写因子クルッペル様因子 15 (KLF15) はグルコースやアミノ酸代謝の重要な調節因子であるが、その脂質の恒常性と筋の生理学における内因性役割は不明です。ここでは KLF15 が骨格筋脂質利用と生理学的なパフォーマンスのために不可欠であることを示します。KLF15 は、直接筋肉中脂質フラックス経路のすべての主要なセグメントにまたがる広範な転写プログラムを調整します。その結果、Klf15 欠損マウス脂質異常とエネルギー流束、炭水化物の燃料、誇張された筋肉の疲労を障害者の持久性運動能力の過剰な依存があります。これの解明がこれまで認識されない KLF15 の役割は今すべての 3 つの基本的な細胞栄養素の生理的なフラックスを座標転写の回路の中心的なコンポーネントとしてこの要因を関係づける: グルコース, 遊離アミノ酸および脂質。
サルコペニア: 薬理学の今日と明日。
サルコペニア主診断未確定と undertreated、普遍的に受け入れられた定義は、それを測定する効果的な方法の欠如と治療効果を導くべき成果の同定のためのままです。臨床医と研究者と一緒に資金の数および規制成長を続ける代理店がそのサルコペニアです予防と治療が必要です人間の条件を認識して徐々 に。この「薬理学の観点で： 記事私たち簡単に見直してサルコペニア;その一般的なと少ない既知の薬理学的治療とサルコペニアその広範な文脈で定義しようし、条件の壊滅的なこれのための潜在的な将来の治療のいくつかの新しいアイデアを提示します。
プロスタグランジン E2: その骨筋クロストークと筋分化における潜在的な役割への臨床応用から。
プロスタグランジン E2 (PGE2) はプロスタノイド アラキドン酸シクロオキシゲナーゼ経路を介したから合成、炎症、発熱、筋再生など生理応答の変調器です。いくつかの特許は PGE2 に関連する提出されている、それらの 1 つは、骨格筋に直接関連しています。この報告では, まず利用 PGE2 の骨格筋を含む、診断または治療目的のための発明を記述するキーの特許を要約します。我々 の仕事の 2 番目の部分で PGE2 骨格筋筋分化を加速することを示しています新しいでエキサイティングなデータを表示します。私たちの発見私たち骨筋クロストークの最近と小説の概念から結果。骨と筋解剖学的親密な内分泌器官であるし、我々 はこの解剖学的な親密さがまた骨細胞から筋細胞 in vitro レベルへの生化学的通信に変換するかどうかを確認する目的します。MLOY4 骨細胞様細胞の効果エアコン媒体 (CM) と PGE2, 3 骨細胞分泌因子 sclerostin と単球走化性タンパク質 (MCP-3), に C2C12 筋分化形態の解析、カスタマイズされた 96 遺伝子 PCR 配列、および細胞内カルシウム濃度の測定を使用して評価しました。MLO Y4 CM と PGE2、しかし、ない sclerostin と MCP-3、加速度の筋細胞内カルシウム恒常性の大幅な変更がリンクされた C2C12 筋芽細胞の形成を誘発。この発見は、さらに PGE2 の使用と骨筋クロストーク、開発のための新しい概念と発明のサルコペニアなどの強化された筋肉、浪費によって特徴づけられる筋肉疾患を治療するために設計のアプリケーションを探索する新たな特許の追求を刺激する必要があります。
ジャトロファ属 Curcas: バイオディーゼル燃料生成に薬効があるアプリケーションから。
ジャトロファ属 curcas (JC) トウダイグサ科に属するし、乾燥地・半乾燥熱帯地域に世界中のネイティブな多目的多年生の植物です。それは多くの属性と再生可能エネルギー、魚や家畜の餌の大きな可能性を持っています。豊富な再生可能エネルギー源として、動物飼料用にもかかわらず, 応用 JC は、かろうじてその薬効の可能性を検討されています。ここでは薬用に利用不足されています表示する JC に関する複数の特許を確認します。たとえば、1 つだけの発明の開示日付に創傷治癒の準備の 3 つの他の植物と組み合わせて JC を利用します。機関と JC の薬用値のブラジルでの逸話的なアカウントの資金調達、ブラジルからの支援によって動機付けられて、一連の JC が骨格筋細胞の in vitro におけるエタノールの有害な影響に対する保護するためにできることを実証するパイロット研究を行った。JC の効果の HSP60 は規制によって仲介される、重大なミトコンドリア熱ショック細胞内のレドックス制御のため不可欠です関連タンパク質を決定することができた。ミオパチー世界中のすべてのケースの 50 ％ 以上のエタノール ミオパチー アカウント、我々 私たちの研究が新しい薬や筋疾患と他人間の病気の治療のための新しいターゲット リードの新しい特許開発など、ジャトロファ属 curcas の薬効を探求する科学のコミュニティからの新たな関心を輝きだ願って事実を考えると。
ハイパーサーミア： 診断と治療に新しい発見から。
温熱療法は、いくつかの病気の治療のための重要なアプローチです。温熱療法も in vitro および in vivo の骨格筋の肥大を引き起こすと考えられて、治療ツールとして数千年に使用されています。我々 の仕事の最初の部分では、いくつかの関連特許温熱療法の利用に関連し、人間の病気の診断を改訂します。2 番目の部分では、(プライマリ骨格筋） モデル効果の in vitro でマウスを使用して強制・自然の過剰発現 HSP72、（筋肉細胞） と ex vivo でエキサイティングな新しいデータを提示します。これらの研究は、遺伝子発現、タンパク質の機能と細胞内 ca 2 + シグナル伝達経路をカルシウム誘発性カルシウム放出のための重要な役割の間の密結合による温熱効果を画策することを示すために役立ちます。我々 は、温熱骨格筋肥大応答の根底にある分子のシグナル伝達経路に以前未知情報と共に現在の特許の見直しハイパーサーミア筋疾患の治療を完全に活用する新しい発明を探検する世界中の科学者の好奇心をトリガー可能性があります願っています。
