体育科学の分野で学位を取得し、トレーニング時の筋肉の仕組みや働きの研究から、生理学的な研究へと軸足を移した狩野豊教授は、体内のカルシウムイオンの制御の観点から、ヒトや動物の骨格筋の機能やその適応に関する研究に取り組んでいます。例えば、ランニングなどの際、筋肉細胞内の筋原線維の周りにある小胞体からカルシウムイオンが放出されると筋肉が収縮し、逆に筋小胞体にカルシウムイオンが取り込まれると筋肉が緩みます。狩野教授はこうした筋肉細胞内のカルシウムイオンを調整する、さまざまな制御タンパク質について研究しています。

これまで取り組んできた研究の特徴は、生きたまま生体内（in vivo）の分子を可視化するバイオイメージング技術を用いていることです。in vivoイメージングは、脳内の神経細胞の活動を可視化する分野の研究などが進んでいます。しかしながら､筋肉は観察が難しいことから、多くの研究では摘出筋を利用した生体外（in vitro）モデルが一般的で、in vivoイメージング研究は進展していません。狩野教授はマウスなどの筋肉のin vivoイメージングによって、時間情報と空間情報を含めて観察し、細胞の中でも特に重要なシグナル伝達を担うカルシウムイオンの変動を評価しています。

近年の主な成果に、骨格筋の男女差が、ミトコンドリアの形態や機能の違いによることを他大学と共同で解明した研究があります。骨格筋には男女差があり、例えば、男性は筋力トレーニング（筋トレ）の効果が大きく現れることから筋肉痛になりやすく、女性は男性よりも筋肥大が起こりにくいために、持久的な運動能力に優れているといった特徴があります。男女差は性ホルモンの関与によるものと考えられていますが、そのメカニズムは多くの謎に包まれていました。
狩野教授らは、バイオイメージングにより、生きたマウスの筋細胞内に存在するカルシウムイオンを観察しました。その結果、メスのマウスは、カルシウムイオンを吸収する能力を持つミトコンドリアを体内に多く内包していることから、オスよりもその能力が高くなることが分かりました。カルシウムイオンが細胞内に多く蓄積されると、筋損傷を誘導したり、筋肥大のスイッチを入れたりする役割が働くため、カルシウムイオンを多く取り込むことで、このようなダメージを防ぐことにつながります。

別のテーマとして、筋肉に熱刺激を与えることで、熱の受容体であるTRPV1が活性化し、小胞体からカルシウムイオンが放出されるとの理論から、狩野教授は実際に動物の筋肉を40℃程度に温めると、その温熱作用により、急激にカルシウムイオンが放出することを示しました。温熱療法は古くから知られている治療法ですが、こうした基礎的なメカニズムを知ることで、さらに臨床応用などが進むと考えられます。