高体温がエネルギー代謝に与える影響：熱中症に対する安全な栄養療法を探る

• Project/Area Number: 23K16813
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: 大澤 好充 群馬大学, 医学部附属病院, 助教 (00839045)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2025: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2023: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: 熱中症 / 脂肪酸代謝 / 栄養療法

Outline of Research at the Start

脂肪は体内に貯蔵されるエネルギー源であり、空腹時や運動時、高体温時などのエネルギー需要が増大した際に動員され、多くのエネルギーを放出する。
本研究では高体温に対する脂肪を中心としたエネルギー代謝を健常者の血管内皮細胞を用いた実験で評価する。細胞を平熱を想定した培養温度（37℃）および、高体温を想定した培養温度（39℃、41℃）でそれぞれ培養し、細胞や培養液の代謝物を測定することで、高体温がエネルギー代謝へ与える影響を確認する。さらに、高温下で細胞培養液中の栄養成分を変化させ、エネルギー代謝が変化するかを確認することで、高体温時における適切な栄養療法を見出す。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、「高体温状態はどの程度脂肪酸代謝を障害するのか、また障害するならばどの酵素が最も影響を受けるのか、また脂肪酸代謝酵素が影響を受けるなら、どのような栄養療法が適切なのか」という問いに対し、健常者由来の血管内皮細胞を用いて高体温と平温のエネルギー代謝の変化をin vitroで解析して評価を行い、また、高温下での細胞培養における栄養条件を変化させ、よりエネルギー産生を向上させる条件が何かを探る。
まず、血管内皮細胞におけるエネルギー代謝に関わる酵素やβ酸化系酵素の発現量を評価するために、RT-PCRを用いてこれらの代謝酵素に関わる酵素が37℃での培養下における酵素の発現量をベースとして、39℃や41℃で発現量が増減するかを調べる。R5年度においては血管内皮細胞における実験手法の情報収集と実験条件の検討、血管内皮細胞の選定のための情報取集を行った。また、エネルギー代謝に関わる代謝経路の酵素の発現量を評価するためのRT-PCRの準備として、代謝経路のPCRをかける酵素の選定と、測定のためのプライマー情報収集を行った。
また、IVP-assayは特定の炭素鎖長の脂肪酸のみを基質として添加した培養液を用いて細胞培養し、培養液中のアシルカルニチン（脂肪酸の代謝産物）濃度をタンデム型質量分析計で測定する方法であり、本研究における脂肪酸代謝障害の評価に用いる。タンデム型質量分析計の解析準備として、管理者を含めた関係者との打ち合わせを行い研究方針の共有を行い、群馬大学でタンデム型質量分析計を使用するにあたり必要な資材についての情報収集を行った。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

本研究課題に対するエフォートを十分割くことができず、進捗は遅れている。
当初の予定であった、RT-PCRおよびタンデム型質量分析計での解析においては、R5年度においては情報取集および解析準備に終始した。また、メタボローム解析については着手できていない。

Strategy for Future Research Activity

研究を遂行するための十分な時間確保が必要である。本研究課題に対するエフォートを割くために、他の業務や研究のエフォートを見直す必要がある。