オリンピアンのゲノムワイド関連解析：競技力関連領域は疾病リスク要因となるか？

• Project/Area Number: 22K11506
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59020:Sports sciences-related
• Research Institution: Nippon Sport Science University
• Principal Investigator: 菊池 直樹 日本体育大学, 体育学部, 准教授 (10739478)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: 遺伝子多型 / レスリング選手 / GWAS / ゲノムワイド関連解析 / エンリッチメント解析 / アスリート / オリンピアン / パワー / 筋力 / エリートアスリート / オリンピック / パフォーマンス

Outline of Research at the Start

本研究課題では、筋力パワー系競技のメダリストを含むオリンピック選手を対象に網羅的な遺伝子多型解析をおこなうことで、エリートアスリートに関わる新規遺伝子の探索を行う。トップアスリートの遺伝子多型研究が、一般者の筋力維持および向上の策略を計画する上でも有用なデータとなることが明らかになれば学術的意義は大きい。さらに、特殊な対象者であるため、一般者のみを対象とした場合、見落とされてしまうようなレアな遺伝領域などの検出も期待できる。また、本研究課題の結果は、遺伝情報を踏まえた長期的なトレーニング方法の確立といった展開も期待できる。

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、特にレスリング選手を対象にオリンピック出場レベル（シニアの国際大会出場者も含む）41名と一般者306名を対象にゲノムワイド関連解析(GWAS)を行った。GWASは、東芝に委託しJaponica array V2を用いて行った。その結果、有意水準(p<5×10-8)に達した遺伝子多型が31個、サジェスティブライン(p<5×10-5)に達した遺伝子多型は、487個同定された。その後、GWASで同定された遺伝子リストを用いてエンリッチメント解析を行った結果、健康リスクとして血圧や糖尿病などに関連することが示された。P値が低かった多型としてrs7659723やrs7131056が上がっており、これらは高血圧やうつとの関連性が報告されている。また、GWASの解析を行った対象者とは別にレスリング選手100名およびロシア人トルコ人レスリング選手100名を対象として再現性試験の準備も整っている。今後は、健康指標に関連する遺伝子多型が、引退後のアスリートに影響するのかを検証する予定である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

GWASによる関連遺伝子多型の抽出が終了している。

Strategy for Future Research Activity

GWASの解析を行った対象者とは別にレスリング選手１100名およびロシア人トルコ人レスラー100名を対象として再現性試験の準備も整っている。今後は、健康指標に関連する遺伝子多型が、引退後のアスリートに影響するのかを検証する予定である。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Victoria University(オーストラリア)
• [Int'l Joint Research] Medical University of Lublin(ポーランド)
• [Int'l Joint Research] Liverpool John Moores University(英国)
• [Int'l Joint Research] Federal University of Santa Catarina(ブラジル)
• [Journal Article] The Association between ACTN3 R577X Polymorphism and Range of Motion: A Systematic Review and Meta-analysis (2023)
  • Author(s): Mika Saito, Hirofumi Zempo, Kathleen Yasmin de Almeida , Hiroki Homma , Naoki Kikuchi
  • Journal Title: International journal of sports medicine Volume: - Issue: 09 Pages: 618-624
  • DOI: 10.1055/a-2035-8300
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Association of <i>MMP3</i> gene polymorphism and sex on recovery of muscle strength after eccentric exercise (2023)
  • Author(s): Deguchi Minoru、Homma Hiroki、de Almeida Kathleen Y.、Kozuma Ayumu、Saito Mika、Tsuchiya Yosuke、Kouzaki Karina、Ochi Eisuke、Okamoto Takanobu、Nakazato Koichi、Kikuchi Naoki
  • Journal Title: Journal of Applied Physiology Volume: 135 Issue: 3 Pages: 527-533
  • DOI: 10.1152/japplphysiol.00333.2023
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Genetic polymorphisms related to muscular strength and flexibility are associated with artistic gymnastic performance. (2023)
  • Author(s): .Hiroshi Kumagai, Tomoko Kaneko, Yuko Shintake, Eri Miyamoto-Mikami, Hiroyuki Tomita, Makoto Fukuo, Wataru Kawai, Mutsumi Harada, Naoki Kikuchi, Nobuhiro Kamiya, Kosuke Hirata, Hirofumi Zempo, Seiji Maeda, Naokazu Miyamoto, Noriyuki Fuku.
  • Journal Title: European Journal of Sports Science Volume: - Issue: 6 Pages: 955-963
  • DOI: 10.1080/17461391.2022.2078741
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The association between total genotype score and athletic performance in weightlifters. (2022)
  • Author(s): Hiroki Homma, Mika Saito, Aoto Saito, Ayumu Kozuma, Ryutaro Matsumoto, Shingo Matsumoto, Naoyuki Kobatake, Takanobu Okamoto, Koichi Nakazato, Tetsunari Nishiyama, Naoki Kikuchi.
  • Journal Title: Genes Volume: 13 Issue: 11 Pages: 2091-2091
  • DOI: 10.3390/genes13112091
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] A pilot study on the prediction of non-contact muscle injuries based on ACTN3 R577X and ACE I/D polymorphisms in professional soccer athletes. (2022)
  • Author(s): Kathleen Y. de Almeida, Tiago Cetolin, Andrea Rita Marrero, Aderbal S. Aguiar Jr., Pedro Mohr, Naoki Kikuchi.
  • Journal Title: Genes Volume: 13 Issue: 11 Pages: 2009-2009
  • DOI: 10.3390/genes13112009
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] ALDH2 gene polymorphism is associated with fitness in the elderly Japanese population. (2022)
  • Author(s): Kathleen Yasmin De Almeida, Mika Saito, Hiroki Homma, Yukina Mochizuki, Aoto Saito, Minoru Deguchi, Ayumu Kozuma, Takanobu Okamoto, Koichi Nakazato, Naoki Kikuchi.
  • Journal Title: Journal of Physiological Anthropology Volume: 41 Issue: 1 Pages: 38-38
  • DOI: 10.1186/s40101-022-00312-1
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The association between the ALDH2 rs671 polymorphism and athletic performance in Japanese power and strength athletes. (2022)
  • Author(s): Aoto Saito, Mika Saito, Kathleen Y. de Almeida, Hiroki Homma, Minoru Deguchi, Ayumu Kozuma, Naoyuki Kobatake, Takanobu Okamoto, Koichi Nakazato, Naoki Kikuchi.
  • Journal Title: Genes Volume: 13 Issue: 10 Pages: 1735-1735
  • DOI: 10.3390/genes13101735
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] A novel locus for predisposition to muscle strain injury identified using a GWAS for muscle stiffness. (2023)
  • Author(s): Miyamoto-mikami, E., Zempo, H., Hirata, K., Kumagai, H., Kikuchi, N., Kamiya, N., Miyamoto, N., Fuku
  • Organizer: ヨーロッパスポーツ科学会議
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Association between the GALNTL6 polymorphisms and power-oriented athletes. (2023)
  • Author(s): Kozuma, A., Zempo, H., Saito, M., Homma, H., Deguchi, M., Saito, A., Matsumoto, S., Matsumoto, R., Okamoto, T., Nakazato, K., Kikuchi, N.
  • Organizer: ヨーロッパスポーツ科学会議
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Association between ACTN33 R577X polymorphism and muscle strength and power performance: a systematic review and meta-analysis. (2023)
  • Author(s): Saito, M., Zempo, H., De Almeida, K.Y., Homma, H., Mochizuki, Y., Deguchi, M., Kozuma, A., Saito, A., Tashiro, S., Kikuchi, N.
  • Organizer: ヨーロッパスポーツ科学会議
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The effect of Heterozygosity for the COL1A1 rs1107946 polymorphism on flexibility and sport climber status. (2022)
  • Author(s): Mika Saito, Micha&#322;; Ginszt, Myosotis Massidda, Hiroki Homma, Pawel Cszczyk, Takanobu Okamoto, Piotr Majcher, Koichi Nakazato, Ildus I. Ahmetov, Naoki Kikuchi.
  • Organizer: 69th ACSM annual meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Association between CKM rs8111989 polymorphism and muscle damage after maximal eccentric exercise. (2022)
  • Author(s): Minoru Deguchi, Hiroki Homma, Takamichi Inoguchi, Ayumu Kozuma, Mika Saito, Aoto Saito, Takuto Naito, Maho Shinogi, Yosuke Tsuchiya, Karina Kouzaki, Eisuke Ochi, Takanobu Okamoto, Koichi Nakazato, Naoki Kikuchi.
  • Organizer: ECSS annual meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Association between the GALNTL6 gene rs558129 polymorphism and strength and power output performance in athletes in athletes. (2022)
  • Author(s): Ayumu Kozuma, Eri Miyamoto-Mikami, Mika Saito, Mizuki Takaragawa, Hiroki Homma, Minoru Deguchi, Aoto Saito, Maho Shinogi, Shingo Matsumoto, Ryutaro Matsumoto, Koya Suzuki, Shuichi Machida, Takanobu Okamoto, Koichi Nakazato, Noriyuki Fuku, Naoki Kikuchi.
  • Organizer: ECSS annual meeting.
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] KIKULAB S&C Research Team
  • URL: https://kikulab-nssu.com
• [Remarks] 研究室ホームページ
  • URL: https://kikulab-nssu.com