Monitoring regullation of maternal organ function involving the transmission of exersei effects on offspring

• Project/Area Number: 22KK0151
• Research Category: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 59:Sports sciences, physical education, health sciences, and related fields
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• 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)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 宏和 佐賀大学, 医学部, 特任教授 (20607783) ; 冨賀 裕貴 福岡大学, スポーツ科学部, 助教 (50826394)
• Project Period (FY): 2022-10-07 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥20,020,000 (Direct Cost: ¥15,400,000、Indirect Cost: ¥4,620,000); Fiscal Year 2026: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2025: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000); Fiscal Year 2024: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000); Fiscal Year 2023: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 胎盤 / 妊娠 / 運動 / 肥満 / エクサカイン / 母子間情報伝達 / SOD3 / プラセントカイン / 糖尿病 / 脂肪組織

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。研究代表者はマウスモデルにおいて、妊娠期の運動がこの悪循環を防ぐ有用な方法であることを見出した。更に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伝達因子であり、仔の糖代謝を正常化していることを明らかにした。本研究は、妊娠期運動効果を母体臓器がどのように胎盤に伝達して胎仔に影響を与えているのか、その仲介因子や生理調節機構の解明に関する国際共同研究を遂行することで、次世代の健康を守る有効な運動プログラム、母体運動効果を規定する臓器の同定、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。

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)が母体運動効果の子への伝達因子であることを同定し、胎仔肝臓におけるエピゲノム修飾が重要な役割を果たすことを明らかにした。しかし、妊娠期運動をいつどのようにどのような強度で行い、それが胎盤由来SOD3や子の糖代謝能にどのような連関があるかはよく分かっていない。今年度は、妊娠期運動の効能を規定するための運動量、運動時間、運動タイミング、運動種類、評価のためのバイオマーカー、有益な効果との連関解析を行うために、運動実験を行うための予備プラットフォームの立案と設置を日本と米国両方で昨年度と同様に進めた。本解析は妊娠期介入の後に子に生理フェノタイプとして効果が生じるまでに、早くとも24週、最終的には短くとも52週までの飼育を必要とする。そのため、両者のマウス飼育管理のためのタイムスケジュールやスペースメイキング、コホートの設置タイミング等について、両国側で統一した解析を進めるように入念な計画実施体制の整備を進めた。現在52週齢までのマウスの生理学的解析が完了することができた。

Current Status of Research Progress

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

Reason

妊娠期運動の効能を評価するための解析フローを、日米間で明確にすることができた。また懸案だったマウス飼育のためのスペースメイキングについても、予算に基づいた経年計画を具体的に進めることができた。飼育していたマウスの多くが解析終了時期である52週齢に達したため、生理学的解析を終えることができ、各臓器を剖出し、メカニズム解析へと移行する準備が整った。

Strategy for Future Research Activity

剖出した臓器における遺伝子発現、エピジェネティクス解析を進展する予定である。また一部の解析結果については、論文公表できるデータが揃いつつあり、日米共同で研究成果の出版に向けて作業を進めていく予定である。

Research Products

• [Int'l Joint Research] ハーバード大学ジョスリン糖尿病センター/コロラド大学(米国)
• [Int'l Joint Research] オーフス大学(デンマーク)
• [Int'l Joint Research] ハーバード大学ジョスリン糖尿病センター(米国)
• [Int'l Joint Research] オーフス大学(デンマーク)
• [Presentation] 胎盤を介した妊娠期運動情報の次世代伝播機構 (2024)
  • Author(s): 楠山 譲二
  • Organizer: 5th Joint Diabetes Conference
  • Invited
• [Presentation] 胎盤における運動とビタミンDの協調シグナルによる運動情報の次世代伝播 (2023)
  • Author(s): 楠山 譲二
  • Organizer: 第46回日本分子生物学会年会
  • Invited
• [Presentation] 胎盤を介した運動情報の次世代伝播による子の肥満予防機構 (2023)
  • Author(s): 楠山 譲二
  • Organizer: 第44回日本肥満学会学術集会
  • Invited
• [Presentation] 胎盤における運動とビタミンDの協調シグナルは子の糖代謝能を制御する (2023)
  • Author(s): 楠山 譲二
  • Organizer: 第31回日本胎盤学会学術集会
• [Presentation] ビタミンDとプラセントカインを介した運動情報の次世代伝播機構 (2023)
  • Author(s): 楠山 譲二
  • Organizer: 第96回日本生化学会大会
  • Invited
• [Presentation] Placental transmission of maternal information to offspring (2023)
  • Author(s): Joji Kusuyama
  • Organizer: Children's Hospital Colorado Research Seminar
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 胎盤における運動とビタミンDの協調シグナルは子の糖代謝能を制御する (2023)
  • Author(s): 楠山 譲二
  • Organizer: 第11回日本DOHaD学会学術集会
• [Presentation] 母親の生活習慣の次世代伝播機構 (2023)
  • Author(s): 楠山 譲二
  • Organizer: 第30回西日本肥満研究会
  • Invited
• [Presentation] 妊娠期運動効果の次世代伝播機構 (2023)
  • Author(s): 楠山 譲二
  • Organizer: 第2回 昭和大学薬理科学研究センター主催セミナー, 昭和大学学士会後援セミナー
  • Invited
• [Presentation] ビタミンDによる運動情報の次世代伝播機構 (2023)
  • Author(s): 楠山 譲二
  • Organizer: 第66回日本糖尿病学会年次学術集会
  • Invited
• [Presentation] ビタミンDによる運動情報の次世代伝播機構 (2023)
  • Author(s): 楠山 譲二
  • Organizer: 第5回がんと代謝研究会・若手の会
• [Presentation] 胎盤を介した運動情報の次世代伝播機構 (2023)
  • Author(s): 楠山 譲二
  • Organizer: 東京都立大学人間健康科学研究科ヘルスプロモーション学域特別講義
  • Invited
• [Presentation] 運動惹起性プラセントカインの発現調節と経世代情報伝達 (2023)
  • Author(s): 楠山 譲二
  • Organizer: 第27回日本心血管内分泌代謝学会学術総会
  • Invited
• [Presentation] 両親と子の性差から考える運動情報の次世代伝播機構 (2023)
  • Author(s): 楠山 譲二
  • Organizer: 第16回日本性差医学・医療学会学術集会
  • Invited
• [Presentation] ビタミンDによる運動惹起性プラセントカインの発現調節と経世代情報伝達 (2022)
  • Author(s): 楠山 譲二
  • Organizer: 第45回日本分子生物学会年会
  • Invited
• [Presentation] 運動惹起性胎盤由来SOD3はH3K4me3安定化とWDR82カルボニル化を防ぐことで母親の高脂肪食摂取で誘導される子の糖代謝能悪化を防ぐ (2022)
  • Author(s): 楠山 譲二
  • Organizer: 第30回日本胎盤学会学術集会
• [Presentation] 妊娠期運動効果の次世代伝播と子の糖代謝向上効果 (2022)
  • Author(s): 楠山 譲二
  • Organizer: 第20回国際SHR(Japanese Socieity for Hypertension Related Disease Model Research)シンポジウム
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 胎盤由来 SOD3は胎児肝臓のH3K4me3レベルを安定化させることで子の糖代謝能を向上させる (2022)
  • Author(s): 楠山 譲二
  • Organizer: 第9回 日本DOHaD学会学術集会
• [Remarks] 楠山 譲二 クスヤマ ジョウジ (Joji Kusuyama)
  • URL: https://researchmap.jp/JojiKusuyama
• [Remarks] 楠山研究室
  • URL: https://bsin.jp/
• [Remarks] 新テニュアトラック教員採用者（2022年10月１日付）一覧
  • URL: https://www.tmd.ac.jp/cmn/yisc/tenuretrack.html