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運動による2型糖尿病の予防・改善効果とそのメカニズムの解明

Research Project

Project/Area Number 13J10819
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Sports science
Research InstitutionJuntendo University

Principal Investigator

都築 孝允  順天堂大学, スポーツ健康科学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2013: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords2型糖尿病 / 運動 / HSP72 / iNOS / S-ニトロソ化 / 骨格筋 / 肝臓 / OLETF / 2型糖尿病 / シグナル伝達 / 体温上昇 / Akt / AMPK / 熱ショックタンパク質 / 安静時代謝 / 脂質異常症
Outline of Annual Research Achievements

肥満や糖尿病などの代謝疾患に対して、運動が有益な影響を与えることが明らかにされてきたが、運動によるこれらの疾患の予防・改善に関して、詳細なメカニズムは未だ明らかではない。そこで、本年度は長期的な運動トレーニングが糖代謝を改善するメカニズムを、HSP72発現および抗酸化・抗炎症作用の観点から明らかにすることを目的とした。実験動物には、2型糖尿病を自然発症するOLETFラットおよび遺伝的に近縁な非糖尿病ラットであるLETOラットを用いた。LETOおよびOLETFラットを安静(SED)群および運動(VE)群に群分けした。運動トレーニングとして、回転ホイールによる自発運動を用いた。VE群には、5から25週齢までの20週間自発運動を行わせた。25週齢時に腹腔内糖負荷試験(IPGTT)を行い、耐糖能を評価した。IPGTTの5日後に、麻酔下で血液を採取し、下肢骨格筋を摘出した。ウェスタンブロット法を用いて骨格筋のHSP72発現量を分析した。その結果、OLETFラットの耐糖能は、20週間の自発運動により、有意に改善した。しかしながら、VE群の骨格筋におけるHSP72発現量は自発運動により変化しなかった。このことから、自発運動トレーニングにおける糖代謝の改善において、HSP72以外のメカニズムが関与している可能性が示唆された。
次に、近年インスリン抵抗性の惹起に関与することが報告されてきたタンパク質のS-ニトロソ化修飾に着目して、運動の効果を検討した。上述の実験モデルを用いて、骨格筋および肝臓のS-ニトロソ化Aktを分析した。OLETFラットのSED群の骨格筋および肝臓において、iNOS発現量およびS-ニトロソ化AktはLETOラットと比較して有意に高値を示したが、自発運動により有意に減少した。これらの結果から、自発運動トレーニングによる糖代謝の改善には、骨格筋および肝臓におけるiNOS発現およびS-ニトロソ化Aktの抑制が関与していることが明らかにされた。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (30 results)

All 2016 2015 2014 2013 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (26 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] ハーバード大学(米国)

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      2015 Annual Research Report
  • [Journal Article] Voluntary exercise can ameliorate insulin resistance by reducing iNOS-mediated S-nitrosylation of Akt in the liver in obese rats2015

    • Author(s)
      Tsuzuki T, Shinozaki S, Nakamoto H, Kaneki M, Goto S, Shimokado K, Kobayashi H, Naito H.
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 10(7) Issue: 7 Pages: e0132029-e0132029

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0132029

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Repeated exposure to heat stress results in a diaphragm phenotype that resists ventilator-induced diaphragm dysfunction.2015

    • Author(s)
      Yoshihara T, Ichinoseki-Sekine N, Kakigi R, Tsuzuki T, Sugiura T, Powers SK, Naito H.
    • Journal Title

      J Appl Physiol.

      Volume: 119 (9) Issue: 9 Pages: 1023-1031

    • DOI

      10.1152/japplphysiol.00438.2015

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 運動によるインスリン抵抗性の改善に関与する新たな分子メカニズム2015

    • Author(s)
      都築孝允、篠崎昇平、金木正夫、内藤久士
    • Journal Title

      基礎老化研究

      Volume: 39(3) Pages: 29-32

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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Physical Inactivity-induced Histone Modification In The Rat Soleus Muscle2016

    • Author(s)
      Yoshihara T, Kakigi R, Tsuzuki T, Shuo-wen C, Natsume T, Takamine Y, Ichinoseki-Sekine N, Machida S, Sugiura T, Naito H
    • Organizer
      American College of Sports Medicine 63rd Annual Meeting
    • Place of Presentation
      ボストン(アメリカ)
    • Year and Date
      2016-05-31
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      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Increased Body temperature During Exercise Enhances Glucose Metabolism-related Signaling Transduction In OLETF Rat Skeletal Muscle2016

    • Author(s)
      Tsuzuki T, Yoshihara T, Ichinoseki-Sekine N, Kakigi R, Takamine Y, Kobayashi H, Naito H
    • Organizer
      American College of Sports Medicine 63rd Annual Meeting
    • Place of Presentation
      ボストン(アメリカ)
    • Year and Date
      2016-05-31
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 一過性の持久的運動は2型糖尿病ラットの骨格筋における核内のNrf2量を増加させる2016

    • Author(s)
      都築孝允、吉原利典、後藤佐多良、内藤久士
    • Organizer
      第39回日本基礎老化学会大会
    • Place of Presentation
      神奈川
    • Year and Date
      2016-05-27
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Intermittent spontaneous breathing does not cause mechanical ventilation-induced diaphragm atrophy and dyssfunction2016

    • Author(s)
      Ichinoseki-Sekine N, Yoshihara T, Tsuzuki T, Sugiura T, Powers SK, Naito H
    • Organizer
      The 15th Advances in Skeletal Muscle Biology in Health and Disease Conference
    • Place of Presentation
      フロリダ(アメリカ)
    • Year and Date
      2016-01-20
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 運動時の体温上昇の有無が2型糖尿病ラットの骨格筋における糖代謝関連シグナル伝達系に与える影響2015

    • Author(s)
      都築孝允,吉原利典,関根紀子,柿木亮,小林裕幸,町田修一,内藤久士
    • Organizer
      第70回日本体力医学会大会
    • Place of Presentation
      和歌山
    • Year and Date
      2015-09-18
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 若齢期の運動習慣がラットヒラメ筋におけるヒストン修飾に及ぼす影響2015

    • Author(s)
      吉原利典,柿木亮,都築孝允,張碩文,棗寿喜,杉浦崇夫,内藤久士
    • Organizer
      第70回日本体力医学会大会
    • Place of Presentation
      和歌山
    • Year and Date
      2015-09-18
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 強制運動または高脂肪食摂取が成長期マウスの発育状態に及ぼす影響2015

    • Author(s)
      高嶺由梨,吉原利典,都築孝允,関根紀子,内藤久士
    • Organizer
      第70回日本体力医学会大会
    • Place of Presentation
      和歌山
    • Year and Date
      2015-09-18
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 生活習慣病予防のための継続的な運動がラット心筋の低酸素耐性に及ぼす影響2015

    • Author(s)
      柿木亮、渡邊マキノ、都築孝允、内藤久士、岡田隆夫
    • Organizer
      第25回日本病態生理学会大会
    • Place of Presentation
      愛媛
    • Year and Date
      2015-07-31
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 運動による肥満ラットの肝臓S-ニトロソ化Aktの減少はインスリン抵抗性の改善に関与する2015

    • Author(s)
      都築孝允、篠崎昇平、中本英子、金木正夫、後藤佐多良、下門顕太郎、小林裕幸、内藤久士
    • Organizer
      第38回日本基礎老化学会大会
    • Place of Presentation
      神奈川
    • Year and Date
      2015-06-12
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Immobilization-induced rat skeletal muscle atrophy enhances histone modification through HDAC42015

    • Author(s)
      Yoshihara T, Machida S, Kurosaka Y, Kakigi R, Ichinoseki-Sekine N, Tsuzuki T, Takamine Y, Sugiura T, Naito H
    • Organizer
      Experimental Biology 2015
    • Place of Presentation
      ボストン(アメリカ)
    • Year and Date
      2015-03-28 – 2015-04-01
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Effect of long-term voluntary running on bone tissue in mice2015

    • Author(s)
      Takamine Y, Ichinoseki-Sekine N, Yoshihara T, Tsuzuki T, Machida S, Naito H
    • Organizer
      Experimental Biology 2015
    • Place of Presentation
      ボストン(アメリカ)
    • Year and Date
      2015-03-28 – 2015-04-01
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Effects of long-termvoluntary exercise on the respiratory muscles in young type 2 diabetic rats2015

    • Author(s)
      Ichinoseki-Sekine N, Tsuzuki T, Yoshihara T, Takamine Y, Kobayashi H, Naito H
    • Organizer
      Experimental Biology 2015
    • Place of Presentation
      ボストン(アメリカ)
    • Year and Date
      2015-03-28 – 2015-04-01
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Elevated oxidative stress in type 2 diabetic OLETF rat liver2015

    • Author(s)
      Tsuzuki T, Nakamoto H, Kobayashi H, Goto S, Ichinoseki-Sekine N, Naito H
    • Organizer
      Experimental Biology 2015
    • Place of Presentation
      ボストン(アメリカ)
    • Year and Date
      2015-03-28 – 2015-04-01
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 定期的な運動は2型糖尿病ラットの肝臓S-ニトロソ化Aktを軽減する2014

    • Author(s)
      都築孝允、篠崎昇平、中本英子、小林裕幸、後藤佐多良、金木正夫、内藤久士
    • Organizer
      第69回日本体力医学会大会
    • Place of Presentation
      長崎
    • Year and Date
      2014-09-19 – 2014-09-21
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 2型糖尿病発症に伴うラット横隔膜筋張力の変化2014

    • Author(s)
      関根紀子、都築孝允、吉原利典、高嶺由梨、小林裕幸、内藤久士
    • Organizer
      第69回日本体力医学会大会
    • Place of Presentation
      長崎
    • Year and Date
      2014-09-19 – 2014-09-21
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] マウスにおける運動開始時期の違いが骨強度に与える影響2014

    • Author(s)
      高嶺由梨,関根紀子,吉原利典,都築孝允,内藤久士
    • Organizer
      第69回日本体力医学会大会
    • Place of Presentation
      長崎
    • Year and Date
      2014-09-19 – 2014-09-21
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Elevated oxidative stress in OLETF (type 2 diabetes model) rat liver2014

    • Author(s)
      都築孝允,中本英子,小林裕幸,後藤佐多良,内藤久士
    • Organizer
      第37回日本基礎老化学会
    • Place of Presentation
      愛知
    • Year and Date
      2014-06-26 – 2014-06-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Changes in stress protein expression in skeletal muscle before the onset of metabolic abnormalities in type 2 diabetic rats2014

    • Author(s)
      Tsuzuki T, Yoshihara T, Ichinoseki-Sekine N, Kobayashi H, Machida S, Naito H
    • Organizer
      The 21th International Congress on Sport Science for Students
    • Place of Presentation
      ブダペスト(ハンガリー)
    • Year and Date
      2014-04-10 – 2014-04-12
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 2型糖尿病の予防に対する運動の効果~OLETFラットを用いた検討~2014

    • Author(s)
      都築孝允, 町田修一, 内藤久士
    • Organizer
      第160回日本体力医学会関東地方会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2014-03-08
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Effects of voluntary running during growing period on bone tissue in type 2 diabetic rats2014

    • Author(s)
      Takamine Y, Tsuzuki T, Ichinoseki-Sekine N, Yoshihara T, Naito H
    • Organizer
      The 13th Advances in Skeletal Muscle Biology in Health and Disease Conference
    • Place of Presentation
      フロリダ(アメリカ)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Changes in HDAC expression in response to acute heat stress in rat skeletal muscle2014

    • Author(s)
      Yoshihara T, Kakigi R, Tsuzuki T, Takamine Y, Ichinoseki-Sekine N, Naito H
    • Organizer
      The 13th Advances in Skeletal Muscle Biology in Health and Disease Conference
    • Place of Presentation
      フロリダ(アメリカ)
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Repeated Heat Treatment Attenuates the Rat Diaphragmatic Contractile Dysfunction Induced by Mechanical Ventilation2013

    • Author(s)
      Yoshihara T, Ichinoseki-Sekine N, Kakigi R, Tsuzuki T, Sugiura T, Powers SK, Naito H
    • Organizer
      34th Annual Meeting International Gravitational Physiology
    • Place of Presentation
      愛知
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 発育期の運動が2型糖尿病ラットの耐糖能および脂質代謝に与える影響2013

    • Author(s)
      都築孝允, 小林裕幸, 町田修一, 内藤久士
    • Organizer
      第68回日本体力医学会大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 発育期の運動と糖尿病~モデル動物を用いた検討~2013

    • Author(s)
      都築孝允, 内藤久士
    • Organizer
      第68回日本体力医学会大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 発育期における自発運動が2型糖尿病ラットの骨組織に与える影響2013

    • Author(s)
      高嶺由梨, 都築孝允, 関根紀子, 吉原利典, 内藤久士
    • Organizer
      第68回日本体力医学会大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 最大下自転車運動によるヒト骨格筋Akt/mTORシグナル伝達の経時変化2013

    • Author(s)
      柿木亮, 内藤久士, 吉原利典, 尾崎隼朗, 都築孝允, 小林裕幸, 岡田隆夫
    • Organizer
      第68回日本体力医学会大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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