新規レジスタンス運動マウスモデルの開発と評価

Research Project

Project/Area Number	21K17587
Research Category	Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Basic Section 59020:Sports sciences-related
Research Institution	Tokiwa University
Principal Investigator	佐藤瑞穂常磐大学, 人間科学部, 助教 (20867668)
Project Period (FY)	2021-04-01 – 2023-03-31
Project Status	Discontinued (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000) Fiscal Year 2023: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000) Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000) Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywords	マウス / うつ病 / トリプトファン / メタボローム解析 / レジスタンス運動 / マウスモデル / メタボローム / アスリート / 栄養 / 有酸素運動 / 栄養介入
Outline of Research at the Start	運動は、運動療法という言葉があるようにメタボリックシンドロームや加齢に関する疾患、精神疾患の予防や改善効果を有している。一方で、過剰な運動は、競技スポーツにおけるパフォーマンスの低下、オーバートレーニング症候群による精神疾患の発症が問題になっている。運動と脳機能との関連性は、マウスやラットを使った基礎研究が重要である。しかし、マウスやラットは、運動負荷をかけると一般的に有酸素運動が提示されてしまう。そのため無酸素運動のみを提示するマウスモデルはこれまで存在しない。そこで有酸素運動を一切行わず、純粋なレジスタンス運動を行うマウスモデルの開発し、有酸素運動マウスモデルと共に特徴を明らかにする。
Outline of Annual Research Achievements	本研究は、うつ病やオーバートレーニング症候群などの精神疾患の発症に「運動」「栄養」がどのように関連しているかを検討した。そのため、うつ病モデルマウスである社会的敗北モデルマウスを用いて、運動介入、食事介入を実施した。柑橘フラボノイドであるヘスペリジンの給与は、社会的心理ストレスによるうつ病モデルマウスの脳内のトリプトファン-キヌレニン経路を調節することで、うつ病モデルマウスのうつ病用行動を抑制することが明らかになった。また、ヘスペリジンの給与は、急性炎症ストレスによるうつ病モデルマウスの脳内のトリプトファン-キヌレニン経路を調節し、末梢の白血球数を調節することを明らかにした。また、アスリート選手の運動後の尿中代謝産物をメタボローム解析した。尿中代謝産物は、467種類の代謝産物を検出することができた。チームスタッフの尿中代謝産物と比較して8つの代謝産物がアスリート選手で有意に増加していることが明らかとなった。アスリートの尿中代謝産物は、トレハロースやマルトース、馬尿酸が有意に増加していた。しかし、尿中アミノ酸量は、チームスタッフとの有意な差は検出されなかった。うつ病の発症原因の一つに、トリプトファン-キヌレニン経路が関連していることが示唆された。骨格筋は、トリプトファン-キヌレニン経路を調節し、うつ病発症に関連する代謝産物を代謝し脳への輸送を止めることが示唆されている。しかし、運動後のアスリート選手の尿中代謝産物をみると、トリプトファン代謝産物は、チームスタッフと差がなかった。今後、うつ病モデルマウスに急性・慢性的な運動負荷をかけ、うつ病発症に関連するトリプトファン-キヌレニン経路がどのように変化するかを検討していく。