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食事性魚油サプリメントは、雄性ラットの筋肉に年齢特異的な収縮反応とプロテオミクス反応を誘導した
Dietary fish oil supplement induces age-specific contractile and proteomic responses in muscles of male rats.
PMID: 32646455 PMCID: PMC7350698. DOI: 10.1186/s12944-020-01333-4.
抄録
背景:
食餌性魚油（DFO）は、老年期の筋骨格系の健康を改善する可能性のある微量栄養素のサプリメントであることが確認されている。筋力低下が加齢に関連した健康アウトカムに有意な負の影響を与えるにもかかわらず、筋収縮力に対するDFOの効果については、ほとんどのデータが得られていない。そこで、加齢モデル動物を用いて、成人および高齢者の筋収縮機能およびプロテオミクスプロファイルに対するDFO介入の効果を検討した。
BACKGROUND: Dietary fish oil (DFO) has been identified as a micronutrient supplement with the potential to improve musculoskeletal health in old age. Few data are available for effects of DFO on muscle contractility, despite the significant negative impact of muscle weakness on age-related health outcomes. Accordingly, the effects of a DFO intervention on the contractile function and proteomic profile of adult and aged in an animal model of aging were investigated.
方法:
この予備研究では、14匹の成体（8ヶ月）と12匹の老齢（22ヶ月）オスのSprague-Dawleyラットを対象に、8週間にわたってDFOを補った食事または対照食を摂取させた（成体7匹、老齢/食事群6匹）。FO介入の開始時と終了時に、動物の体重、摂食量および握力を評価した。介入後の内側腓腹筋のin situ力および収縮特性を測定し、筋肉を2次元ゲル電気泳動およびタンデム質量分析法を用いた液体クロマトグラフィーによるプロテオミクス分析のために処理し、免疫ブロッティングで確認した。年齢、食事、および年齢×食事の相互作用の影響を2ウェイANOVAで評価した。
METHODS: This preliminary study evaluated 14 adult (8 months) and 12 aged (22 months) male, Sprague-Dawley rats consuming a DFO-supplemented diet or a control diet for 8 weeks (7 adult and 6 aged/dietary group). Animal weight, food intake and grip strength were assessed at the start and end of the FO intervention. In situ force and contractile properties were measured in the medial gastrocnemius muscle following the intervention and muscles were processed for 2-D gel electrophoresis and proteomic analysis via liquid chromatography with tandem mass spectrometry, confirmed by immunoblotting. Effects of age, diet and age x diet interaction were evaluated by 2-way ANOVA.
結果:
筋量の変化はなく、DFOによる筋収縮力の増加（～15％）に対する有意な（P=0.022）主効果が観察された。プロテオミクス解析の結果、年齢や食事群によって少なくとも2倍以上の差がある少数のタンパク質が明らかになったが、その多くは代謝と酸化ストレスに関連するものであった。これらの7つのタンパク質（クレアチンキナーゼ、トリオスリン酸イソメラーゼ、ピルビン酸キナーゼ、パルバルブミン、β-エノラーゼ、NADHデヒドロゲナーゼ、Parkin7/DJ1）については、免疫ブロッティングにより、これらの知見を裏付ける結果が得られた。パルバルブミンは食事の影響のみを示した（DFOで増加）（P=0.003）。他のタンパク質では、有意な年齢と食事の相互作用が観察され、一般的に成体ラットでは発現量が増加し、DFOを摂取した高齢ラットでは発現量が減少した（いずれもP>0.011）。しかし、相関分析の結果、収縮パラメータとタンパク質量との間に有意な関連は認められなかった。
RESULTS: A significant (P = 0.022) main effect for DFO to increase (~ 15%) muscle contractile force was observed, without changes in muscle mass. Proteomic analysis revealed a small number of proteins that differed across age and dietary groups at least 2-fold, most of which related to metabolism and oxidative stress. In seven of these proteins (creatine kinase, triosephosphate isomerase, pyruvate kinase, parvalbumin, beta-enolase, NADH dehydrogenase and Parkin7/DJ1), immunoblotting corroborated these findings. Parvalbumin showed only an effect of diet (increased with DFO) (P = 0.003). Significant age x diet interactions were observed in the other proteins, generally demonstrating increased expression in adult and decreased expression aged rats consuming DFO (all P > 0.011). However, correlational analyses revealed no significant associations between contractile parameters and protein abundances.
結論:
この予備研究の結果は、収縮機能の改善が観察されたことから、DFOが成人および高齢者の筋肉の筋骨格系の健康を高めることができるという仮説を支持するものであった。魚油サプリメントはまた、年齢に特異的な方法でタンパク質発現を変化させるが、プロテオミクスと収縮反応との関係は不明のままである。より良い高齢者集団におけるDFOの大きさとメカニズムの筋肉効果を理解するためのさらなる調査が保証されています。
CONCLUSIONS: Results of this preliminary study support the hypothesis that DFO can enhance musculoskeletal health in adult and aged muscles, given the observed improvement in contractile function. The fish oil supplement also alters protein expression in an age-specific manner, but the relationship between proteomic and contractile responses remains unclear. Further investigation to better understand the magnitude and mechanisms muscular effects of DFO in aged populations is warranted.