| Project/Area Number |
20KK0230
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 59:Sports sciences, physical education, health sciences, and related fields
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
鈴木 克彦 早稲田大学, スポーツ科学学術院, 教授 (80344597)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川西 範明 千葉工業大学, 先進工学部, 教授 (00706533)
河村 拓史 早稲田大学, スポーツ科学学術院, その他(招聘研究員) (80823327)
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| Project Period (FY) |
2020-10-27 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | 骨格筋 / エクソソーム / microRNA / 運動 / マイクロRNA / トレーニング / 臓器連関 |
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| Outline of Research at the Start |
申請者らが確立した生体分子の網羅的解析法を改良することで、分泌エクソソームを同定するとともに、国際共同研究によって、エクソソームによる酸化ストレスおよび脳神経系機能の制御という観点から、運動による脳機能の向上の分子メカニズムの解明を行う。具体的には、定期的な運動により変動する分泌エクソソームを探索し、運動による酸化ストレスや生体機能の変動を制御する分泌エクソソームを同定するため、最先端のエクソソーム機能解析技術を用いて、運動トレーニングにより変動する分泌クソソームの探索を行い、運動による酸化ストレスや脳神経系機能の変動を制御する分泌エクソソームを同定する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
2022年度には、筋収縮刺激により分泌される血中エクソソームが骨格筋細胞の機能に影響を及ぼすかについて検証した。マウス由来の骨格筋細胞株に血清エクソソームを添加することによる mRNA の差次的発現解析を実施した結果として、筋収縮負荷のマウス血中エクソソームは 114種類の mRNA の発現を変化させることを見出した。KEGGパスウェイ解析により、MAPK signaling pathwayやmTOR signaling pathywayなどの代謝経路に影響を及ぼすことが示された。また、これらの代謝経路に関連する標的遺伝子は電気刺激により血中エクソソームで変動するmicroRNAにより制御される可能性が示唆された（Kawanishi et al. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2023）。
また、加齢が骨格筋組織由来の分泌エクソソームでのRNA発現プロファイルの変動を検証した。若齢マウスおよび高齢マウスから採取した骨格筋の組織培養を行い、培養液中に分泌されたエクソソームに含まれるRNA の差次的発現解析を実施した結果として、加齢により25種類のmicroRNAおよび370種類のmRNAの発現を変化させることを見出した（川西ら. 第77回日本体力医学会. 2022）。さらに、加齢による循環エクソソームにおけるRNAの発現プロファイルの変動の解析を行い、その生理学的機能の検証を進めている。
さらに、運動と脳可塑性に関するシステマティックレビューの論文などエビデンスの構築も進め、現象と機能解析およびメカニズムの解明の目途を立てることができた。
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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
前年度までに電気刺激による筋収縮および持久的運動の負荷により分泌されるエクソソームの機能解析を行った。また、人を対象とした実験を行い、持久的運動後に採取した血液および尿からエクソソームを精製して、大規模並列シーケンサーを用いた各種RNAの網羅的発現解析を行い、運動ストレスを反映する新規バイオマーカーを探索した。国際共同研究としても論文発表を進めつつあり、研究成果を出しつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度までに行った実験結果を論文化して発表する。また、分泌されたエクソソームの神経細胞や脳機能への影響、内包物の分子情報を解析することで、脳機能や病態との関連を明らかにしていく。
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