| Project/Area Number |
21H03315
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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 | Tokyo Medical and Dental University (2022-2023)
Tohoku University (2021) |
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Principal Investigator |
楠山 譲二 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, テニュアトラック准教授 (70596105)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永富 良一 東北大学, 医工学研究科, 教授 (20208028)
木村 友彦 川崎医科大学, 医学部, 講師 (50454830)
小塚 智沙代 国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, 基礎科学特別研究員 (70722370)
長名 シオン 東北大学, 医工学研究科, 特任助教 (60868131)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
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| Keywords | 運動 / 妊娠 / 胎盤 / 脂肪組織 / 糖尿病 / SOD3 / エピジェネティクス / エクサカイン / 肝臓 / 糖代謝 / エピゲノム / ビタミンD / 次世代 |
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| Outline of Research at the Start |
妊婦の肥満や糖尿病は、子に対して糖尿病をはじめとした慢性代謝性疾患の発症リスクを伝播させる。我々は妊娠期の運動はこの悪循環を防ぐ有用な方法であり、運動刺激を受容した胎盤が分泌するタンパク質が運動効果を伝達することで、仔の糖代謝を正常化していることを明らかにした。しかし、母体がどのように運動効果を胎盤に伝達して胎仔の臓器機能を制御しているのかは未解明である。本研究は、胎盤が母体環境を子に伝達する情報インターフェースであると仮説を立て、運動が子にもたらす有益性の次世代伝播経路の全容を解明し、次世代の健康を守る有効な運動プログラム、運動効果を予測可能なモニタリング開発によって実践的介入に繋げる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、妊婦の肥満、糖尿病は自身の健康に害悪を及ぼすだけでなく、子に対して糖尿病をはじめとした慢性代謝性疾患の発症リスクを伝播させる悪循環を引き起こすことが証明されている。我々はこれまでの研究によって、妊娠中の母マウスを車輪ケージで飼い自発運動させると、母親の肥満による仔マウスの耐糖能機能の低下を劇的に改善できることを見出した。そのメカニズムとして、母親の運動で胎盤から分泌されるSuperoxide dismutase 3 (SOD3)が胎仔肝臓にエピゲノム修飾を誘導することで、母体運動効果を子へ伝達する因子として機能していることを同定した。今年度は、運動刺激が母体臓器によって受容されて、胎盤へと何らかの因子を介してその刺激が伝達されていると予想し、妊娠運動時の母体臓器から放出されるSOD3分泌誘導因子の探索を行った。その結果、SOD3の発現を誘導する運動誘導性生理活性物質（エクサカイン）の候補分子とその分泌由来となる臓器の同定に成功した。更に臓器特異的遺伝子改変マウスの樹立を完了し、胎盤におけるSOD3の発現に影響を与えることを明らかにした。また候補エクサカインのリコンビナントタンパク質や受容体阻害を用いた実験により、胎盤細胞におけるSOD3発現を制御している細胞内シグナル伝達経路を同定した。現在、このマウスの壮齢期における糖代謝解析と、糖代謝責任臓器の網羅的遺伝子解析を行うことで、母体臓器における運動応答性が次世代に影響を与えるメカニズムをまとめる予定である。
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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
SOD3の発現を制御するエクサカインの同定に成功し、その臓器特異的ノックアウトマウスの樹立まで進んでおり、来年度の生理フェノタイプ解析に向けた準備が整った。またその候補エクサカインがどのように胎盤におけるSOD3発現を誘導するか、細胞内シグナル伝達経路に関わる解析もデータがまとまってきており、in vivoとin vitroの両方で母体臓器と胎盤をつなぐ情報伝達経路の様相が明らかとなってきた。
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| Strategy for Future Research Activity |
臓器特異的なSOD3発現誘導因子のノックアウトマウスと、既に樹立済の胎盤特異的なノックアウトマウス群の生理フェノタイプや遺伝子発現を比較することで、胎盤における運動応答性を制御する臓器間ネットワークが明らかになることが期待できる。
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