2024.5

No.

75

SHRSP5/Dmcr ラットの疾患併発性サルコペニアモデルとしての有用性
山元修成、渡辺彰吾

岡山大学 学術研究院保健学域 検査技術科学分野

非アルコール性脂肪性肝疾患とサルコペニア
サルコペニアは 1989 年に、Irwin Rosenberg によって、加齢に伴って生じる筋肉量の減少を意味する用語として初めて提唱された。現在は、筋肉量の減少だけでなく、筋力の低下も伴う病態が “サルコペニア” と定義されている。サルコペニアは当初、加齢性の病態と考えられていたが、近年は何らかの基礎疾患や不活動などによっても発症することが明らかになり、前者を一次性、後者を二次性と称して区別されることがある。
非アルコール性脂肪性肝疾患（NAFLD）は、世界人口の約 4 人に 1 人が罹患していると推算されており、国際的に非常に注目を集めている疾患の一つである。NAFLD は、脂肪肝のみを呈する単純性脂肪肝（NAFL）と、脂肪肝に肝線維化を伴う非アルコール性脂肪肝炎（NASH）に区分される。NAFLD をはじめとする肝疾患にも、サルコペニアが併発することが近年明らかにされた。NAFLD/NASH ではサルコペニア
が、肝線維化の重症度と関連がある他、肥満やインスリン抵抗性とは独立して NAFLD/NASH に関与し、予後にも影響することが示唆されている 1)-3)。日本肝臓学会では、肝疾患におけるサルコペニアの判定基準を独自に作成しており、肝疾患とサルコペニアが重要視されていることが伺える 4）。しかし、肝疾患とサルコペニ
アに関する研究は、有用なモデル動物がないため疫学研究がメインとなっており、基礎研究が遅々として進んでおらず、疾患に対する理解が深まっていない状況にある。
疾患併発性サルコペニアモデルとしての SHRSP5/Dmcr

SHRSP5/Dmcr ラ ッ ト は、高 脂 肪・高 コ レ ス テ ロ ー ル（HFC）食 を 給 餌 す る こ と で NASH を 発 症 す る
モデルとして報告され、これまで多くの研究に用いられてきた 5）。このモデルの特筆すべき特徴は、食餌負荷のみでヒトの NASH に類似した病態を示すこと、および重度の肝線維化を呈することである。ヒト
では、NAFLD/NASH の肝線維化の進行とサルコペニアの関連が報告がされていることから、筆者らは

SHRSP5/Dmcr ラットも NAFLD/NASH にサルコペニアを併発するのではないかと考え、以下の群分けで実験を行った。

S4 群：SHRSP5/Dmcr + SP 食（4 週負荷），H4 群：SHRSP5/Dmcr + HFC 食（4 週負荷）
S12 群：SHRSP5/Dmcr + SP 食（12 週負荷），H12：SHRSP5/Dmcr + HFC 食（12 週負荷）
S20 群：SHRSP5/Dmcr + SP 食（20 週負荷），H20：SHRSP5/Dmcr + HFC 食（20 週負荷）
四肢筋力は、SP 食給餌群に対して HFC 食給餌群で低く推移し、負荷 18 週目から減少に転じた（図 1A）。
骨格筋は、構成する主な筋線維のタイプ別に、速筋および遅筋と区別される。ヒトのサルコペニアは、速筋に有意な変化が認められるため、速筋として長趾伸筋（EDL）、遅筋としてヒラメ筋（SOL）を用いて、筋肉

1600

EDL / Tibia（mm/mg）

＊＊＊＊＊
＊
＊＊＊
SHRDP5 + SP食＊＊SHRSP5 + HFC食＊＊＊
WKY + SP食

1200
1000800600D)

†

1400

WKY + HFC食

9Age（week）

7＊6E)

＊

5432
10
2

S4 S1W0S2 S20

2H4 H1W0H2 H20‡‡‡C)§40
3020100

11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

SOL / Tibia（mm/mg）

Strength（gf）

1800

SOL strength（gf）

B) 50

2000

EDL strength（gf）

A)

2S4 S10S20W

S252H4 H10H20W

H2432102S12H10 0
S2 H2

‡

N.S.

20
1510502S4 S10S20W

S2

図1．生理学・病理学データ＊S4 H4250W 20W
H

S22H4 H10H20W

H2

四肢筋力の推移（A）、長趾伸筋（EDL）およびヒラメ筋（SOL）の筋収縮力（B, C）、腔骨長で補正した EDL および SOL 重量（D, E）。
データは Mean 土 SE で示している。
*：p < 0.05, SP食負荷vs. HFC食負荷（SP5）†：p < 0.05, SP食負荷 vs. HFC食負荷（WKY）‡：p < 0.05,同一食餌負荷群における比較．
§：p < 0.05, H20群 vs. H20W群（文献 6より改変引用）

の収縮力を測定した。その結果、EDL において、SP 食給餌群では負荷期間が長くなるにつれて筋収縮力が増加したのに対し、HFC 食給餌群では H20 群で H12 群より低下する結果が得られた（図 1B）。一方、SOL では

SP 食給餌群と HFC 食給餌群ともに、負荷期間が長くなるにつれて収縮力は増加した（図 1C）。さらに筋重量／脛骨長比に関しても、同様に EDL と SOL を用いて検証したところ、SP 食給餌群では週齢を重ねるにしたがって増加傾向にあったが、HFC 食給餌群ではその傾向は認められなかった。特に、H20 群で S20 群に対して有意に重量が低値となった（図 1D，E）。つまり、20 週間の HFC 食負荷で、SHRSP5/Dmcr ラットはサル
コペニアの診断基準である、筋力低下と筋肉量低下（筋重量低下）を来していると考えられる。
肝臓の病態は、SP 食給餌群では一様であったが、HFC 食給餌群は H4、H12、H20 群の順に肝線維化が増悪していた（図 2A）。骨格筋（EDL と SOL）の HE 染色を行って筋断面を観察し、同じ週齢同士（S4 vs. H4、S12 vs. H12、S20 vs. H20）で比較したところ、SOL では全群一様であったが、EDL では S20 群と H20 群間に差が認められ、H20 群で断面の小さい筋線維が増加していた（図 2B，C）。この結果を基に、S20 群と H20群において、速筋線維および遅筋線維を免疫組織化学染色で染め分け、image J を用いて筋線維断面積を解析した。その結果、EDL の速筋線維でのみ、断面積の小さい筋線維の割合が有意に増加していた（図 2D，E）。
筋萎縮で注意すべきは、サルコペニアと廃用性筋萎縮の区別である。前者は速筋線維に有意な変化が起こるのに対し、後者は遅筋線維で有意な変化が起こることが報告されている。本研究では、筋力低下および筋重量の減少は速筋有意な変化を示しており、筋線維の萎縮も速筋線維で顕著に起こっていた。このことから、

SHRSP5/Dmcr ラットはサルコペニ
アを併発していると考えられる。一A)方で、上記の結果が HFC 食による影響であることを否定できないた
め、HFC 食 給 餌 で NAFL を 発 症 する WKY/Izm ラ ッ ト を 用 い た 追 加実験を実施した。食餌負荷期間は、

SHRSP5/Dmcr ラ ッ ト が サ ル コ ペ
ニアを発症した 20 週間（S20W 群、H20W 群）と し た が、WKY/IzmB)

C)

ラットでは筋力低下（四肢筋力および EDL・SOL の 収 縮 力）お よ び 筋

以上の結果より、SHRSP5/Dmcr
ラ ッ ト は HFC 食 負 荷 に よ る

NAFLD/NASH の 病 態 進 行 に 伴い サ ル コ ペ ニ ア を 併 発 す る た め、D)

おける有用なモデル動物になり得ることが示唆された 6）。本モデルラットを用いることで、疾患併発性サルコペニアの基礎知見が蓄積されると期待される。

＊4020SHRDP5 + SP食SHRSP5 + HFC食

＊30＊

＊

1000700-

NAFLD 併発性サルコペニア研究にE)

EDLの速筋線維断面積分布5000

141-7000

211-014Percentage（%）

れなかった（図 1）。

Percentage（%）

重量（EDL・SOL）の低下は認めら

00281-021＊00

351-028＊00421-035Are（µm2）

00491-042-0149

SOLの遅筋線維断面積分布706050403020100SHRDP5 + SP食SHRSP5 + HFC食

N.S.

0700-00

141-7000

211-01400

281-02100

351-02800

421-035

Are（µm2）00

491-042-0149

図2．
肝臓、長趾伸筋（EDL）およびヒラメ筋（SOL）の病理学データ

肝臓は、HFC 食負荷群でのみ肝線維化が見られ、H4、H12、H20 群の順に悪化していた（A: Masson-trichrome 染色、Scale bar: 50 μm）。EDL（B）と SOL（C）の免疫組織化学染色像（Scale bar: 100 μm）をもとに、速筋線維および遅筋線維の断面積を解析すると、EDL の速筋線維でのみ萎縮傾向が認められた（D, E）。
（文献 6 より改変引用）
参1) Lee YH et al., J. Hepatol., 2015, 63 (2): 486-493.
2) Koo BK et al., J. Hepatol., 2017, 66 (1): 123-131.
3) Petta S et al., Aliment. Pharmacol. Ther., 2017, 45 (4): 510-518.

考文献4) Nishikawa H et al., Hepatol. Res., 2016, 46 (10): 951-963.
5) Kitamori K et al., Environ. Health Prev. Med., 2012, 17 (3): 173-182.
6) Yamamoto S et al., Ann. Anat., 2023, 152104.
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