| Project/Area Number |
23K16718
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 59020:Sports sciences-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
高橋 謙也 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (40909917)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | 乳酸脱水素酵素 / 乳酸 / 糖原病 / 骨格筋 / 運動 |
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| Outline of Research at the Start |
XI型筋糖原病 (Kanno病) は、骨格筋型の乳酸脱水素酵素をコードしている遺伝子 (lactate dehydrogenase A) の異常や欠損によって引き起こされる難病である。XI型筋糖原病患者は、乳酸産生を触媒している酵素が欠損あるいは不足しているため、運動時の顕著な乳酸濃度の上昇がみられない。それにもかかわらず、運動不耐、筋痛・筋硬直、横紋筋融解症などの症状がみられることが報告されている。本研究では、XI型筋糖原病の症状や病態を理解することで、生体において乳酸産生が果たす役割を明らかにすることを目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
野生型マウスとLDHAのヘテロ欠損型マウス（以下：ヘテロマウス）の比較を行った。体重や組織重量に差は認められなかった。骨格筋、心臓および肝臓におけるLDHAタンパク質量は、ヘテロマウスで有意な低値を示したが、LDHBタンパク質量に差はみられなかった。LDHAタンパク質量と同様に、各組織におけるLDH酵素活性はピルビン酸と乳酸の変換方向に関わらず、ヘテロマウスで有意な低値を示した。LDHは、LDHAとLDHBが組み合わさることで5種類の四量体（アイソザイム）を形成している。そこで、各組織における各アイソザイムの割合についてnative-PAGEにより測定した。肝臓をのぞき、野生型マウスと比較して、ヘテロマウスの組織ではLDH1の割合が有意に低値を示した。これらの結果から、ヘテロマウスではLDHAタンパク質量の低下に伴って、LDH酵素活性の低下およびLDHアイソザイム割合の変化を引き起こすと考えられる。つづいて、上述した変化が運動の代謝応答やタンパク質リン酸化に与える影響について検討した。遺伝子型に関わらず、漸増負荷試験時の血中乳酸濃度は、運動強度の上昇に伴って上昇した。また持久的運動（15 m/min, 60分）時の酸素摂取量、二酸化炭素排出量および呼吸交換比に遺伝子型の影響は認められなかった。また、遺伝子型に関わらず、運動によって骨格筋グリコーゲン濃度は低下し、骨格筋乳酸濃度は上昇した。また、ミトコンドリアの適応に関与するタンパク質のリン酸化は、運動によって上昇したものの、遺伝子型による影響は認められなかった。
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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
LDHAのヘテロ欠損型マウスの基礎的なデータの収集が完了した。また、一過性の運動負荷に対する生理学的データの取得も終え、骨格筋の生化学的分析を進めていることから順調と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
骨格筋ミトコンドリアの適応に関与することが知られているタンパク質のリン酸化は、一過性運動後に変化しなかった。しかしながら、急性応答と長期適応の結果は必ずしも一致しないことが報告されているため、持久的トレーニングに対する骨格筋の適応について検討を進めていく予定である。
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