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動脈硬化を予防するマイオカイン探索と、バリン投与と運動の併用による予防効果増強

Research Project

Project/Area Number 20J11640
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
Research InstitutionUniversity of Shizuoka

Principal Investigator

榛葉 有希  静岡県立大学, 薬食生命科学総合学府 食品栄養科学専攻, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2020-04-24 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywordsマイオカイン / 動脈硬化 / BAIBA
Outline of Research at the Start

持久運動トレーニングは動脈硬化進展を抑制する。その理由として申請者はこれまでに、筋持久力向上(転写共役因子PGC-1αの発現増加)が関与することを明らかとした。そこで本研究では、筋肉から動脈硬化進展を防ぐ新規ホルモン様物質(マイオカイン)が分泌されているのではないかと考えた。加えて、アミノ酸Valineから合成される既知マイオカインBAIBAが動脈硬化進展を抑制し、Valine投与と運動の併用が動脈硬化進展を強力に抑制するのではないかと考えた。以上より本研究では、①動脈硬化を予防する新規マイオカインの探索、②マイオカイン前駆体投与による運動の動脈硬化抑制作用増強について検討する。

Outline of Annual Research Achievements

【背景・目的】持久運動トレーニングは動脈硬化進展を抑制する。その理由として申請者はこれまでに、筋持久力向上(転写共役因子PGC-1αの発現増加)が関与することを明らかとした。そこで本研究では、筋肉から動脈硬化進展を防ぐ新規ホルモン様物質(マイオカイン)が分泌されているのではないかと考えた。加えて、バリン(アミノ酸の一種)から合成される既知マイオカインβアミノイソ酪酸(BAIBA)が動脈硬化進展を抑制し、バリン投与と運動の併用が動脈硬化進展を強力に抑制するのではないかと考えた。以上より本研究では、①動脈硬化進展を抑制する新規マイオカインの探索、②BAIBAやその前駆体であるバリン投与が運動の動脈硬化進展抑制作用を増強するか否かについて検討した。
【方法・結果】課題①:昨年度に引き続き、新規マイオカイン候補因子を細胞評価系により評価した。組換え大腸菌を用いて候補因子Aを合成し、血管内皮細胞HUVECに添加した。その結果、候補因子Aの添加により、血管内皮細胞におけるVCAM-1(動脈硬化の初期病変に関与)の遺伝子発現量が有意に低下した。
課題②:運動トレーニングを実施させながらバリンを摂取させる試験と、PGC-1α過剰発現マウスにバリンを摂取させる試験を実施した。しかし、いずれの群においても、運動トレーニング群と比較して有意な血中BAIBA濃度の増加は確認できなかった。現在、より高感度な血中BAIBA濃度の測定系を構築中であることから、今後は高感度BAIBA測定系による同様の実験を計画中である。
【考察・結論】本年度新規に合成した候補因子Aを用いた実験により、候補因子Aが抗動脈硬化作用を示す可能性があることが明らかになった。一方で、BAIBA前駆体投与による血中BAIBA濃度の増加は確認できなかった。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2021 2020

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Skeletal muscle-specific forkhead box protein-O1 overexpression suppresses atherosclerosis progression in apolipoprotein E-knockout mice2021

    • Author(s)
      Shimba Yuki、Senda Rena、Katayama Keigo、Morita Akihito、Ikeda Masahiko、Kamei Yasutomi、Miura Shinji
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 540 Pages: 61-66

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.01.001

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] β-Aminoisobutyric Acid Suppresses Atherosclerosis in Apolipoprotein E-Knockout Mice2020

    • Author(s)
      Shimba Yuki、Katayama Keigo、Miyoshi Noriyuki、Ikeda Masahiko、Morita Akihito、Miura Shinji
    • Journal Title

      Biological and Pharmaceutical Bulletin

      Volume: 43 Issue: 6 Pages: 1016-1019

    • DOI

      10.1248/bpb.b20-00078

    • NAID

      130007850239

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • Year and Date
      2020-06-01
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 骨格筋特異的FOXO1過剰発現による骨格筋性状の変化が動脈硬化進展に与える影響2021

    • Author(s)
      千田麗菜, 榛葉有希, 片山桂吾, 守田昭仁, 池田雅彦, 亀井康富, 三浦進司
    • Organizer
      第75回日本栄養・食糧学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] Skeletal muscle-specific forkhead box protein-O1 overexpression suppresses atherosclerosis progression in apolipoprotein E-knockout mice.2021

    • Author(s)
      Yuki Shimba, Rena Senda, Keigo Katayama, Akihito Morita, Masahiko Ikeda, Yasutomi Kamei, Shinji Miura
    • Organizer
      19th International symposium on atherosclerosis
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 持久運動トレーニングの抗動脈硬化作用におけるPGC-1αとマイオカインの役割2020

    • Author(s)
      榛葉有希, 片山桂吾, 妹尾奈波, 十河華子, 池田雅彦, 三好規之, 守田昭仁, 三浦進司
    • Organizer
      第52回日本動脈硬化学会総会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] PGC-1αとマイオカインが、持久運動トレーニングの抗動脈硬化作用で果たす役割2020

    • Author(s)
      榛葉有希, 片山桂吾, 妹尾奈波, 十河華子, 池田雅彦, 三好規之, 守田昭仁, 三浦進司
    • Organizer
      第74回日本栄養・食糧学会大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

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Published: 2020-07-07   Modified: 2024-03-26  

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