| Project/Area Number |
19H04012
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59020:Sports sciences-related
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| Research Institution | Fukuoka University |
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Principal Investigator |
檜垣 靖樹 福岡大学, スポーツ科学部, 教授 (10228702)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
道下 竜馬 福岡大学, スポーツ科学部, 准教授 (10632028)
冨賀 裕貴 佐賀大学, 医学部, 日本学術振興会特別研究員 (50826394)
上原 吉就 福岡大学, スポーツ科学部, 教授 (70373149)
安野 哲彦 福岡大学, 医学部, 講師 (80551994)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
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| Keywords | 一酸化窒素合成酵素 / メチル化 / 高脂肪食 / 運動トレーニング |
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| Outline of Research at the Start |
実験動物を用いた運動トレーニング実験より得られた、大脳・小脳・嗅球・海馬の脳組織、肝臓、腎臓、腸間膜脂肪、皮下脂肪、骨格筋サンプルを用いて、候補遺伝子のメチル化、mRNA、及び蛋白量を測定し、DNAメチル化と発現制御及びタンパク合成の関係を検討し、遺伝子発現調節機構に係るエピジェネティック修飾を明らかにする。
さらに、候補遺伝子による評価に加え、DNAチップ解析によるゲノムワイドなメチル化部位及びメチル化酵素・脱メチル化酵素を探索する。実験動物モデルに加え、ヒトiPS細胞由来の筋管細胞、ヒト介入試験より得られた骨格筋を用いて、エピジェネティック修飾による分子適応機序を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
マウスに対する高脂肪食負荷及び運動トレーニングの併用がうつ・不安といった情動とその関連分子に及ぼす影響を検討した．まずマウスを，通常食(SD, 14% fat) 群, 高脂肪食群 (60% fat) の2群に分類し，6週間飼育した．その後高脂肪食群のマウスは，非運動 (HFD) 群及び回転ホイールを用いた自発走行運動を併用する (HFD+Ex) 群に分類され，さらに6週間飼育し，合計12週間の介入を実施した．12週間の介入中の経時的な変化を評価するため，HFD初期, HFD中期，運動初期，運動長期（それぞれ介入開始後2, 6, 7, 12週間）の4時点でマウスを屠殺し，海馬組織をサンプリングした．マウスの屠殺3日前に，高架式十字迷路テストを用いて不安様行動を評価し，神経型一酸化窒素合成酵素 (nNOS) とそのシグナル伝達に関連するタンパク質発現量を定量化した．
HFD群では介入2週間後から顕著な体重と内臓脂肪重量の増加が認められた．介入7週間時点において，運動介入1週間後ではHFDによる体重および内臓脂肪重量の増加に影響を及ぼさなかったが，6週間の運動介入は，HFDによる体重と内臓脂肪重量の増加を抑制した．HFD摂取2週間後では海馬nNOS量は変化しなかったが，Aktリン酸化レベルの増加を伴う一時的な不安様行動の増加が認められた．HFD摂取6週間後ではこれらの変化は認められなかった．HFD摂取7週間後では，海馬nNOS量は増加し，1週間の運動によるこれらの抑制効果は認められなかった．一方で12週間のHFD摂取と運動トレーニングの併用は，HFD誘発性の海馬nNOS量の増加を抑制し，それに伴って不安様行動を改善した．これらの海馬nNOS量の調節が，DNAメチル化による遺伝子発現修飾により制御されているか検討した．その結果，4時点において，各群間で有意な変化は認められなかった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2019年度に計画していたマウスに対する高脂肪食負荷および運動トレーニング併用が、うつ・不安といった情動とそれらを制御する候補因子として一酸化窒素合成酵素のシグナル伝達系を検討し、いくつかのエビデンスを得たころから、概ね順調に進展していると評価した。
特に、メチル化解析においては、解析の精度管理と検体数の妥当性を考慮しながら、計画的に実施した。すなわち、定量化解析に耐え得る検量線の理論値と実測値の精度管理、分析の日差変動など、あわせて検討を加えた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今回の解析組織は海馬を中心に行ったが、筋肉、肝臓、腎臓、脂肪組織、海馬以外の脳組織など、解析していく予定である。特に、運動刺激による一酸化窒素合成酵素の生体の役割は、骨格筋などの抹消組織と海馬を代表とする中枢組織では異なることを想定している。それらの制御機構を明らかにしていくために、多様なサンプル解析を行い、それらを統合して考察していきたい。
また、昨年度と同様に、メチル化解析においては、解析の精度管理と検体数の妥当性を考慮しながら、計画的に実施する。
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Report
(1 results)
Research Products
(4 results)
