競技力向上のためのトレーニング効果を予測する遺伝子多型マーカーの探索

• Project/Area Number: 13J08000
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Sports science
• Research Institution: National Institute of Fitness and Sports in Kanoya (2015-2016); Ritsumeikan University (2013-2014)
• Principal Investigator: 宮本 恵里 (2014-2016) 鹿屋体育大学, スポーツ生命科学系, 特別研究員(PD); 宮本 恵理 (2013) 立命館大学, 総合科学技術研究機構, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥3,580,015 (Direct Cost: ¥3,007,704、Indirect Cost: ¥572,311); Fiscal Year 2015: ¥1,050,015 (Direct Cost: ¥807,704、Indirect Cost: ¥242,311); Fiscal Year 2014: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
• Keywords: インターバルトレーニング / 遺伝子発現 / マイクロアレイ解析 / タンパク発現 / スポーツ生化学 / トレーニング / 最大無酸素性エネルギー供給能 / トレーニング効果の個人差 / 高強度間欠的運動トレーニング

Outline of Annual Research Achievements

高強度・短時間・間欠的運動トレーニングは、一回のトレーニングが4分程度で終了するにもかかわらず、有酸素性エネルギー供給能と無酸素性エネルギー供給能を同時に向上させることが可能な効率的なトレーニングの一つである。しかしながら、このトレーニングに対する骨格筋の適応を支える分子メカニズムは明らかとなっていない。平成28年度は、高強度・短時間・間欠的運動トレーニングにより骨格筋において発現が増加した遺伝子がトレーニングの効果に関与しているのかを明らかにするため、これらの遺伝子がタンパクレベルでの発現も増加しているのか否かの確認を行った。平成27年度のマイクロアレイ解析により高強度・短時間・間欠的運動トレーニングにより骨格筋で発現が増加することが明らかとなった79個の遺伝子の中から、これまでの先行研究で運動トレーニングとの関連性が報告されていない6個の遺伝子に着目して検討を行った。トレーニング介入前後に採取した外側広筋の筋生検サンプルを使用し、ウエスタンブロッティング法によりタンパクの発現レベルを測定した。その結果、6個中4個のタンパクの発現がトレーニング前と比較してトレーニング後に有意に増加していた。この中には筋の緩衝能に関与する可能性があるタンパクが含まれており、そのタンパクの遺伝子発現レベルと最大無酸素性エネルギー供給能の関連性を検討した結果、有意な正の相関関係が認められた。筋の緩衝能は、最大無酸素性エネルギー供給能に対して重要な役割を果たしていることが知られている。したがって、この遺伝子の発現増加が高強度・短時間・間欠的運動トレーニングによる最大無酸素性エネルギー供給能の向上の個人差に関与している可能性がある。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Heritability estimates of muscle strength-related phenotypes: A systematic review and meta-analysis. (2017)
  • Author(s): Zempo H, Miyamoto-Mikami E, Kikuchi N, Fuku N, Miyachi M, Murakami H.
  • Journal Title: Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports Volume: 印刷中 Issue: 12 Pages: 1537-1546
  • DOI: 10.1111/sms.12804
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Lack of association between genotype score and sprint/power performance in the Japanese population (2017)
  • Author(s): Miyamoto-Mikami E, Murakami H, Tsuchie H, Takahashi H, Ohiwa N, Miyachi M, Kawahara T, Fuku N
  • Journal Title: J Sci Med Sport Volume: 20 Issue: 1 Pages: 98-103
  • DOI: 10.1016/j.jsams.2016.06.005
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] A Mechanism Underlying Preventive Effect of High-Intensity Training on Colon Cancer. (2017)
  • Author(s): Matsuo K, Sato K, Suemoto K, Miyamoto-Mikami E, Fuku N, Higashida K, Tsuji K, Xu Y, Liu X, Iemitsu M, Hamaoka T, Tabata I.
  • Journal Title: Medicine and Science in Sports and Exercise Volume: 印刷中 Issue: 9 Pages: 1805-1816
  • DOI: 10.1249/mss.0000000000001312
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Lack of replication of associations between multiple genetic polymorphisms and endurance athlete status in Japanese population (2016)
  • Author(s): Yvert T, Miyamoto-Mikami E, Murakami H, Miyachi M, Kawahara T, Fuku N
  • Journal Title: Physiol Rep Volume: 4 Issue: 20
  • DOI: 10.14814/phy2.13003
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] High-intensity intermittent exercise training with chlorella intake accelerates exercise performance and muscle glycolytic and oxidative capacity in rats (2016)
  • Author(s): Horii N, Hasegawa N, Fujie S, Uchida M, Miyamoto-Mikami E, Hashimoto T, Tabata I, Iemitsu M.
  • Journal Title: Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol Volume: 312 Issue: 4 Pages: 520-528
  • DOI: 10.1152/ajpregu.00383.2016
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] CNTFR Genotype and Sprint/power Performance: Case-control Association and Functional Studies (2016)
  • Author(s): Miyamoto-Mikami E, Fujita Y, Murakami H, Ito M, Miyachi M, Kawahara T, Fuku N
  • Journal Title: International Journal of Sports Medicine Volume: 印刷中
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] ACTN3 R577X genotype and athletic performance in a large cohort of Japanese athletes (2016)
  • Author(s): Kikuchi N, Miyamoto-Mikami E, Murakami H, Nakamura T, Min SK, Mizuno M, Naito H, Miyachi M, Nakazato K, Fuku N
  • Journal Title: Eur J Sport Sci Volume: 印刷中
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] 運動能力・運動行動の遺伝率 (2016)
  • Author(s): 村上晴香, 膳法浩史, 宮本（三上）恵里, 菊池直樹, 福典之
  • Journal Title: 体力科学 Volume: 印刷中
  • Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Reduction of arterial stiffness by exercise training is associated with increasing plasma apelin level in middle-aged and older adults. (2014)
  • Author(s): Fujie S, Sato K, Miyamoto-Mikami E, Hasegawa N, Fujita S, Sanada K, Hamaoka T, Iemitsu M.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 9 Issue: 4 Pages: e93545-e93545
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0093545
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] ACTN3 R577X genotype is associated with sprinting in elite Japanese a thletes. (2014)
  • Author(s): Mikami E, Fuku N, Murakami H, Tsuchie H, Takahashi H, Ohiwa N, Tanaka H, Pitsiladis YP, Higuchi M, Miyachi M, Kawahara T. Tanaka M.
  • Journal Title: International Journal of Sports Medicine Volume: 35 Issue: 02 Pages: 172-177
  • DOI: 10.1055/s-0033-1347171
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Comprehensive analysis of common and rare mitochondrial DNA variants in elite Japanese athletes : a case-control study. (2013)
  • Author(s): Mikami E, Fuku N, Kong QP, Takahashi H, Ohiwa N, Murakami H, Miyachi M, Higuchi M, Tanaka M, Pitsiladis YP, Kawahara T.
  • Journal Title: Journal of Human Genetics Volume: 58 Issue: 12 Pages: 780-787
  • DOI: 10.1038/jhg.2013.102
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 筋力関連表現型の遺伝率推定に関するメタ解析 (2016)
  • Author(s): 膳法浩史, 宮本（三上）恵里, 菊池直樹, 福典之, 宮地元彦, 村上晴香
  • Organizer: 第71回日本体力医学会年会
  • Place of Presentation: いわて県民情報交流センター(岩手県・盛岡市)
  • Year and Date: 2016-09-25
• [Presentation] 高強度短時間間欠的トレーニングに対する骨格筋遺伝子発現変動の網羅的解析 (2016)
  • Author(s): 宮本（三上）恵里, 街勝憲, 長谷川夏輝, 藤江隼平, 浜岡隆文, 金久博昭, 田畑泉, 家光素行
  • Organizer: 第71回日本体力医学会年会
  • Place of Presentation: いわて県民情報交流センター(岩手県・盛岡市)
  • Year and Date: 2016-09-23
• [Presentation] The AGTR2 rs11091046 polymorphism is associated with elite Japanese and Jamaican sprint/power athlete status (2016)
  • Author(s): Yvert T, Zempo H, Kikuchi N, Miyamoto-Mikami E, Wang G, Murakami H, Naito H, Miyachi M, Pitsiladis Y, Fuku N
  • Organizer: 63th American College of Sports Medicine Annual Meeting
  • Place of Presentation: Boston, USA
  • Year and Date: 2016-06-03
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 競技力に関連するミトコンドリア遺伝子多型の網羅的解析 (2015)
  • Author(s): 宮本恵里
  • Organizer: 第70回日本体力医学会年会
  • Place of Presentation: 和歌山県民文化会館（和歌山県和歌山市）
  • Year and Date: 2015-09-19
  • Invited
• [Presentation] GWAS of elite Jamaican, African American and Japanese Sprint Athletes. (2014)
  • Author(s): Wang G, Padmanabhan S, Miyamoto-Mikami E, Fuku N, Tanaka M
  • Organizer: 2014 ACSM's Annual Meeting
  • Place of Presentation: Orlando, USA
  • Year and Date: 2014-05-30
• [Presentation] Reduction of arterial stiffness by exercise training is associated with increasing plasma apelin level. (2014)
  • Author(s): Fujie S, Sato K, Miyamoto-Mikami E, Hasegawa N, Fujita S, Sanada
  • Organizer: 2014 ACSM's Annual Meeting
  • Place of Presentation: Orlando, USA
  • Year and Date: 2014-05-29
• [Presentation] The polygenic profile of elite Japanese endurance athletes and implications. (2014)
  • Author(s): Fuku N, Miyamoto-Mikami E, Murakami H, Miyachi M, Kawahara
  • Organizer: 2014 ACSM's Annual Meeting
  • Place of Presentation: Orlando, USA
  • Year and Date: 2014-05-28
• [Presentation] Association between ACTN3 R577X genotype and elite Japanese track and field athlete status. (2014)
  • Author(s): Kikuchi N, Miyamoto-Mikami E, Murakami H, Miyachi M, Min S
  • Organizer: 2014 ACSM's Annual Meeting
  • Place of Presentation: Orlando, USA
  • Year and Date: 2014-05-28
• [Presentation] 毛様体神経栄養因子受容体遺伝子多型と持久的運動能力との関連 (2013)
  • Author(s): 福典之, 宮本(三上)恵里, 村上晴香, 宮地元彦, 川原貴.
  • Organizer: 第68回日本体力医学会年会
  • Place of Presentation: 学術総合センター(東京)
  • Year and Date: 2013-09-21
• [Presentation] 日本人陸上競技における種目特性とACTN3遺伝子R577X多型との関連 (2013)
  • Author(s): 菊池直樹, 宮本(三上)恵里, 村上晴香, 宮地元彦, 関石基, 中里浩一, 福典之.
  • Organizer: 第68回日本体力医学会年会
  • Place of Presentation: 学術総合センター(東京)
  • Year and Date: 2013-09-21
• [Presentation] アスリートの競技種目の特性に影響する骨格筋タンパクの探索. (2013)
  • Author(s): 宮本(三上)恵里, 佐藤幸治, 藤田聡, 家光素行.
  • Organizer: 日本体育学会第64回大会
  • Place of Presentation: 立命館大学びわこ・くさつキャンパス(滋賀)
  • Year and Date: 2013-08-30
• [Presentation] A C-to-T polymorphism in 3'-untranslated region of CNTFR is associated with sprint/power performance. (2013)
  • Author(s): Mikami E, Murakami H, Miyachi M, Higuchi M, Tanaka M, Kawahara T, Fuku N.
  • Organizer: 18th Annual Congress of the ECSS
  • Place of Presentation: The National Institute of Physical Education of Catalonia (スペイン)
  • Year and Date: 2013-06-27
• [Book] Sports Performance (2015)
  • Author(s): Miyamoto-Mikami E, Fuku N, Tatana M
  • Total Pages: 388
  • Publisher: Springer