運動由来分子の個体間移行による認知機能向上効果の発現メカニズム解明
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22K11747
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
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| Research Institution | Hirosaki University |
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Principal Investigator |
古川 智範 弘前大学, 医学研究科, 助教 (60402369)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西嶌 春生 弘前大学, 医学部附属病院, 講師 (90858177)
下山 修司 弘前大学, 医学研究科, 助教 (60736370)
小枝 周平 弘前大学, 保健学研究科, 講師 (00455734)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
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| Keywords | exercise / 老齢マウス / 認知機能 / 活動量 / プロテオーム解析 / 運動由来分子 / 老齢 |
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| Outline of Research at the Start |
身体的な運動が加齢に伴うシナプスの減少や海馬LTPの減弱を抑制可能であることを明らかにしたこれまでの申請者の研究成果を基に、本研究では運動由来分子の移行により認知機能が向上することを立証するとともに、認知機能向上効果が発現するメカニズムを細胞レベルおよび分子レベルで明らかにする。特に加齢に伴う認知機能の低下が認められる高齢マウスにおいて、運動負荷させた若齢マウスの血清を静脈投与することで得られる認知機能向上効果の発生機序を解明して、認知機能低下の予防法や治療法開発に応用・展開するための基礎的研究を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題は、運動を負荷した個体から採取した運動由来分子の投与によって、老化に伴う認知機能の低下を抑えられることを確認するとともに、運動由来分子が中枢神経系におよぼす影響とその作用機序を追求することを目的としている。2022年度においては、まず運動を負荷させたマウスの運動量および血清のプロテオーム解析を行った。運動負荷は、自由にアクセス可能で自発的な運動を負荷させる回転カゴおよび強制的運動負荷を行う回転カゴ両方を使用した。強制運動負荷は週３回行った。また、マウスの運動量には雌雄差があることが報告されていることから、雌雄別に８週間の運動負荷を行い、血清サンプルを解析した。また、自発運動も含めた総活動量を解析するため、活動量計測装置（NanoTag/キッセイコムテック）を腹腔内に留置した。自発的な活動量は暗期に増加し、その増加は雌のマウスの方が顕著であった。また、強制運動負荷による運動量は雌雄差が認められないことを確認した。運動負荷後、血清を採取してプロテオーム解析を行った。その結果、血清含有タンパクが雌雄で大きく異なっており、運動に由来する血中タンパクの変動には雌雄差があることが分かった。この結果については、データをまとめ、すでに論文を投稿した。プロテオーム解析から、これまで報告にない、運動に由来する新たな候補分子が同定された。同定された分子は運動に由来するものであるとともに中枢神経系に対する作用を有する可能性があることから、運動由来分子の中枢神経系作用の解明に繋がることが期待される。また、活動量および変動血清中タンパクに雌雄差が認められたことは、本研究課題の発展性に寄与すると考える。
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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
運動負荷マウスの活動量の測定および血清のプロテオーム解析によって得られた成果は申請課題目標の基礎となるデータであり、目標に向けて着実に遂行している。運動によって変動が認められた血清含有タンパクに明確な雌雄差が認められたことは新たな発見であり、今後の研究計画における新たな観点を導いた。また、組織学的解析の研究成果はまだ上がっていないが、採取した運動負荷マウスの血清を非運動マウスに投与し、行動評価および組織サンプル採取もすでに行って解析段階まで進んでいるため、進捗状況は順調である。
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| Strategy for Future Research Activity |
運動負荷マウス血清を投与したマウス脳組織において、神経栄養因子であるNGF、BDNF、NT-3、NT-4/5およびその受容体の発現を免疫組織学的に観察し、神経栄養因子の発現増加および、神経細胞における神経栄養因子受容体発現の増加を証明する。また、急性脳スライス切片を作製し、海馬LTPの記録を行ってシナプス伝達効率を評価する。さらに、海馬CA1およびCA3領域における興奮性シナプス（スパイン）密度や海馬歯状回における神経新生、ミクログリアの特性について解析する。これらの解析から、他個体へ移行した運動由来物質の働きによって海馬神経シナプスや神経新生が増加し、ミクログリアの神経保護機能が増強してシナプス伝達効率を向上させることで、認知機能低下が抑えられることを証明する。
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Report
(1 results)
Research Products
(3 results)
