運動に伴う骨格筋-脳の臓器連関を制御する分子としての骨格筋AMPキナーゼの可能性
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22K19750
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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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 | Kyoto University |
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Principal Investigator |
林 達也 京都大学, 人間・環境学研究科, 教授 (00314211)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
江川 達郎 京都大学, 人間・環境学研究科, 助教 (00722331)
横川 拓海 京都大学, 農学研究科, 助教 (80844323)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | 運動 / 脳 / 骨格筋 / 臓器連関 / AMPキナーゼ / マイオカイン |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、運動に伴う脳の健康増進における骨格筋AMPキナ ーゼ(AMPK)の役割を包括的に検証し、運動の脳機能亢進の新規分子機序解明を目指す。 研究課題1では、野生型ならびに骨格筋特異的AMPKαドミナントネガティブ変異体発現(AMPK-DN)マウスの単離骨格筋組織を用いて、脳機能に関わる液性因子が、筋収縮およびAMPK依存的に産生・分泌される可能性を検証する。研究課題2では、野生型およびAMPK-DNマウスを運動群・非運動群に分けて飼育した後、行動解析・ 生化学解析・組織学解析を実施することで、運動による脳の健康増進における骨格筋AMPKの寄与を検討すると共に、その分子機序を探索する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、骨格筋AMPキナーゼ（AMPK）の脳機能調節への寄与を検討するために、骨格筋特異的にAMPKα1ドミナントネガティブ変異体を発現する（AMPK-DN）マウスを用いて、行動学解析ならびに生化学解析を実施した。
2-3月齢の野生型ならびにAMPK-DNマウスを用いて、オープンフィールド試験・高架式十字迷路試験・Y迷路試験・バーンズ迷路試験・強制水泳試験を実施することで、骨格筋AMPKが自発運動・情動・学習機能の制御に関与している可能性を検討した。その結果、高架式十字迷路試験において、AMPK-DNマウスはオープンアーム侵入回数・滞在時間の増加、クローズアームでの滞在時間の低下を示した。したがって、骨格筋AMPKが不安様行動の調節に関与していることが示唆された。
骨格筋AMPKが脳機能調節に関わるマイオカインの発現制御に関与している可能性を検討するために、野生型およびAMPK-DNマウスの骨格筋におけるマイオカイン遺伝子発現量を検討した。その結果、AMPK-DNマウスの足底筋およびヒラメ筋において、fibronectin type III domain containing 5（Fndc5）の発現量が低下していた。
骨格筋AMPKが情動を調節する分子機序を探索するために、関連脳領域である海馬・視床下部の遺伝子発現解析を実施した。その結果、AMPK-DNマウスの海馬において、脳由来神経成長因子ならびに興奮性シナプス分子の発現増加が観察された。一方で、視床下部の神経活動マーカーならびにニューロペプチドの遺伝子発現量に関しては、統計学的に有意な変化は検出されなかった。
以上より、骨格筋AMPKはマイオカイン発現調節に関わるとともに、海馬の神経可塑性ならびに情動制御に関与している可能性が示された。
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Report
(2 results)
Research Products
(12 results)
