エイコサペンタエン酸摂取は運動トレーニング効果を骨格筋にもたらすのか

• Project/Area Number: 15J07972
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Food science
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 小宮 佑介 九州大学, 生物資源環境科学府, 特別研究員(DC2)
• Project Period (FY): 2015-04-24 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000); Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 骨格筋 / エイコサペンタエン酸 / EPA / 魚油 / 脂肪代謝 / PPARδ / 遅筋 / 筋線維タイプ

Outline of Annual Research Achievements

本研究はエイコサペンタエン酸（EPA）により骨格筋の代謝能力の改善により、運動による生体への効果を模倣できないか検証することを目的としている。これまでに30 μM EPAをラット骨格筋細胞に作用させると、核内受容体PPARδの活性化を介して脂肪代謝関連酵素およびミトコンドリアマーカーのmRNA発現量が増加することを明らかにしている（in vitro）。また、平成27年度までに同様の因子がタンパク質レベルでも増加することをラット筋芽細胞株L6から形成させた筋管を用いて明らかにした。またEPAエチルエステルのラットへの単回投与試験により遺伝子発現のピークは投与後6時間であり、その至適濃度は1000 mg/kg体重であることがわかった。
今年度はEPAの長期投与試験（4週間）を行った。1000 mg/kgのEPAエチルエステルを胃ゾンデにより毎日経口投与を行った。投与から3週目に呼気ガス、4週目に筋持久力を測定し、飼育終了後、脂肪代謝関連因子の発現量を確認した。呼気ガスの解析より、EPA投与は酸素消費量、脂質酸化を増加させ、呼吸商を減少させた。筋持久力ではEPA投与群のほうが発揮張力の平均値は大きかったものの、有意な差は確認されなかった。qPCR解析より、これまでの成果に反し、EPA投与によりPPARδの標的遺伝子かつ脂質代謝を促進するPDK4, UCP3の発現量が減少した。その一方でミトコンドリアの生合成に関わるPGC-1αや脂質代謝優位な筋線維タイプのマーカーであるMyHC1の発現量は増加した。タンパク質レベルでは、遅筋型MyHC（脂質代謝優位）およびPDK4の発現量が増加した。2年間の成果として、EPAによって骨格筋の代謝能力が脂質優位に変化することが明らかになり、それはPPARδの活性化を介していることが示唆された。

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] Mouse soleus (slow) and muscle shows greater intramyocellular lipid droplet accumulateon than EDL (fast) muscle: fiber type-specific analysis (2017)
  • Author(s): Komiya Y, Sawano S, Mashima D, Ichitsubo R, Nakamura M, Tatsumi R, Ikeuchi Y, Mizunoya W
  • Journal Title: Journal of Muscle Research and Cell Motility Volume: 印刷中 Issue: 2 Pages: 163-173
  • DOI: 10.1007/s10974-017-9468-6
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Fast-to-slow shift of muscle fiber-type composition by dietary apple polyphenols in rats: Impact of the low-dose supplementation (2017)
  • Author(s): Mizunoya W, Okamoto S, Miyahara H, Akahoshi M, Suzuki T, Do MKQ, Ohtsubo H, Komiya Y, Qahar M, Waga T, Nakazato K, Ikeuchi Y, Anderson JE, Tatsumi R
  • Journal Title: Animal Science Journal Volume: 88 Issue: 3 Pages: 489-499
  • DOI: 10.1111/asj.12655
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A One-Step Immunostaining Method to Visualize Rodent Muscle Fiber Type within a Single Specimen. (2016)
  • Author(s): Sawano S, Komiya Y, Ichitsubo R, Ohkawa Y, Nakamura M, Tatsumi R, Ikeuchi Y, Mizunoya W.
  • Journal Title: PLoS One. Volume: 11 Issue: 11 Pages: e0166080-e0166080
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0166080
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Experiments reveal a novel mechanism to regulate myofiber types and its activation by functional food ingredients (2016)
  • Author(s): Tatsumi R, Suzuki T, Ohya Y, Do MKQ, Ohtsubo H, Kawaguchi M, Anderson JE, Mizunoya W, Komiya Y, Qahar M, Ojima K, Sawano S, Nakamura M, Furuse M, Ikeuchi Y, Allen RE
  • Journal Title: Proceedings of Japanese Society for Animal Nutrition and Metabolism Volume: 60 Pages: 69-77
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Presentation] Chronic administration of eicosapentaenoic acid increased fat utilization by up-regulating oxidative metabolism related genes of skeletal muscle in rats (2016)
  • Author(s): Yusuke Komiya, Jun Hai, Fuminori Kawabata, Mako Nakamura, Ryuichi Tatsumi and Wataru Mizunoya
  • Organizer: The 17th AAAP Animal Science Congress
  • Place of Presentation: 福岡市
  • Year and Date: 2016-08-22
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Chronic administration of eicosapentaenoic acid increased fat utilization by up-regulating oxidative metabolism related genes of skeletal muscle in rats. (2016)
  • Author(s): Yusuke Komiya, Jun Hai, Fuminori Kawabata, Mako Nakamura, Ryuichi Tatsumi, Ikeuchi Yoshihide and Wataru Mizunoya
  • Organizer: The 17th AAAP Animal Science Congress
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2016-08-22
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] エイコサペンタエン酸はラット骨格筋の脂肪代謝関連遺伝子発現を増加させる (2016)
  • Author(s): 小宮佑介、中村真子、辰巳隆一、池内義秀、水野谷航
  • Organizer: 第70回日本栄養・食糧学会大会
  • Place of Presentation: 神戸市
  • Year and Date: 2016-05-13
• [Presentation] エイコサペンタエン酸はラット骨格筋の脂肪代謝関連遺伝子発現を増加させる (2016)
  • Author(s): 小宮佑介、中村真子、辰巳隆一、池内義秀、水野谷航
  • Organizer: 第70回日本栄養・食糧学会
  • Place of Presentation: 兵庫
  • Year and Date: 2016-05-13
• [Presentation] エイコサペンタエン酸投与はラット骨格筋の脂肪代謝関連遺伝子発現を増加させる (2016)
  • Author(s): 小宮佑介、中村真子、辰巳隆一、池内義秀、水野谷航
  • Organizer: 日本畜産学会第121回大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2016-03-27
• [Presentation] エイコサペンタエン酸はラット単離筋線維の脂肪代謝に関わるタンパク質発現を上昇させる (2015)
  • Author(s): 小宮佑介、中村真子、辰巳隆一、池内義秀、水野谷航
  • Organizer: 日本畜産学会第120回大会
  • Place of Presentation: 北海道
  • Year and Date: 2015-09-11
• [Book] 身体活動・座位行動の科学ー疫学・分子生物学から探る健康ー (2016)
  • Author(s): 小宮佑介、水野谷航
  • Total Pages: 257
  • Publisher: 杏林書院