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Elucidation of genetic factors determining skeletal muscle and tendon characteristics

Research Project

Project/Area Number 23K20365
Project/Area Number (Other) 20H04081 (2020-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2020-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 59020:Sports sciences-related
Research InstitutionJuntendo University

Principal Investigator

宮本 恵里  順天堂大学, 大学院スポーツ健康科学研究科, 助教 (00793390)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高澤 祐治  順天堂大学, 医学部, 教授 (00407280)
宮本 直和  順天堂大学, スポーツ健康科学部, 先任准教授 (20420408)
西尾 啓史  順天堂大学, スポーツ健康科学部, 非常勤助教 (90866906)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Keywords肉離れ / 遺伝要因 / 骨格筋 / 腱 / 組織特性 / 材料特性 / SNP
Outline of Research at the Start

本研究は、骨格筋や腱の組織特性を規定する遺伝要因が肉離れの受傷しやすさに影響しているという仮説を検証することにより、肉離れに対する遺伝的リスクの予測に必要な遺伝情報を同定することを目的とする。具体的には、ヒトから摘出した骨格筋および腱の組織分析および生体計測を通じて、肉離れのリスク因子となる骨格筋・腱の特性を規定する遺伝要因を解明する。同定された遺伝要因と肉離れ受傷との関連について検証し、同定された遺伝要因と、トレーニングや栄養摂取等の環境要因との相互作用について検討する。本研究で得られる知見は、個人のリスクに合致した効果的な肉離れ予防策を構築するための学術的基盤となり得る。

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、骨格筋や腱の機能的特性(スティフネス等)を規定する遺伝要因が、肉離れの受傷しやすさに影響しているという仮説を検証することにより、「肉離れに対する遺伝的リスクの予測に必要な遺伝情報を同定すること」および「個人のリスクに合わせた肉離れ予防策構築のための学術的基盤を創出すること」を目的としている。
令和4年度は、これまでに明らかとなった骨格筋のスティフネスと関連する2つの遺伝子座(rs12807854, rs78405694)がアスリートの肉離れ受傷と関連するか否かについて検討を行った。具体的には、合計1,428名のアスリート(陸上競技選手、サッカー選手)を対象として、スポーツ外傷障害既往歴(医師の診断のある肉離れの受傷歴の有無)を調査した。また、唾液より抽出した総DNAを用い、骨格筋のスティフネスと関連する2つの遺伝子多型(rs12807854, rs78405694)をTaqMan法を用いて解析した。2つの遺伝子多型の遺伝型と肉離れ受傷歴の有無の関連性を検討した結果、いずれの遺伝子多型においても、骨格筋スティフネスが高い(筋が硬い)ことと関連する遺伝型を有するアスリートで、肉離れ受傷歴を有す割合が高かった。さらに、これらの遺伝子多型を元に筋スティフネス関連遺伝型スコアを算出すると、遺伝型スコアと肉離れの受傷歴には有意な関連性が認められた。遺伝型スコアが高い(筋スティフネスが高いと予測される)アスリートほど、肉離れ受傷歴を有する割合が高かった(P = 0.0249, Odds ratio: 1.45, 95% CI: 1.06-2.00)。以上のことから、骨格筋のスティフネスと関連する遺伝子多型は、アスリートの肉離れ受傷リスクにも関与していることが示された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

当初の計画通りにおおむね進展しているため。

Strategy for Future Research Activity

今後は、これまでにアスリートの肉離れ受傷との関連が横断的な検討により確認された遺伝子多型および遺伝型スコアについて、肉離れ受傷との関連を縦断的に検討し、肉離れに対する遺伝的リスクの予測が可能か否かについて明らかにする。さらに、環境要因と遺伝要因の相互作用についても検討を行う。

Report

(3 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Genetic polymorphisms in <i>CYP19A1</i> and <i>ESR1</i> are associated with serum CK activity after prolonged running in men2022

    • Author(s)
      Kumagai Hiroshi、Miyamoto-Mikami Eri、Takaragawa Mizuki、Kuriki Kiyonori、Goto Chiho、Shibata Kiyoshi、Yamada Norihiro、Hosono Akihiro、Fuku Mizuho、Suzuki Sadao、Fuku Noriyuki
    • Journal Title

      Journal of Applied Physiology

      Volume: 132 Issue: 4 Pages: 966-973

    • DOI

      10.1152/japplphysiol.00374.2021

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Age-related changes in mechanical properties of semitendinosus tendon used for anterior cruciate ligament reconstruction.2022

    • Author(s)
      Akazawa T, Miyamoto N, Nishio H, Miyamoto-Mikami E, Kinoshita M, Kobayashi Y, Nagao M, Takazawa Y.
    • Journal Title

      J Orthop Surg Res.

      Volume: 19 Issue: 1 Pages: 501-501

    • DOI

      10.1186/s13018-022-03395-9

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Genetic variants within the <i>COL5A1</i> gene are associated with ligament injuries in physically active populations from Australia, South Africa, and Japan2021

    • Author(s)
      Alvarez-Romero Javier、Laguette Mary-Jessica N.、Seale Kirsten、Jacques Macsue、Voisin Sarah、Hiam Danielle、Feller Julian A.、Tirosh Oren、Miyamoto-Mikami Eri、Kumagai Hiroshi、Kikuchi Naoki、Kamiya Nobuhiro、Fuku Noriyuki、Collins Malcolm、September Alison V.、Eynon Nir
    • Journal Title

      European Journal of Sport Science

      Volume: N/A Issue: 2 Pages: 284-293

    • DOI

      10.1080/17461391.2021.2011426

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Female Athletes Genetically Susceptible to Fatigue Fracture Are Resistant to Muscle Injury2021

    • Author(s)
      Miyamoto-Mikami E, Kumagai H, Tanisawa K, Taga Y, Hirata K, Kikuchi N, Kamiya N, Kawakami R, Midorikawa T, Kawamura T, Kakigi R, Natsume T, Zempo H, Suzuki K, Kohmura Y, Mizuno K, Torii S, Sakamoto S, Oka K, Higuchi M, Naito H, Miyamoto N, Fuku N
    • Journal Title

      Medicine & Science in Sports & Exercise

      Volume: Publish Ahead of Print Issue: 9 Pages: 0-0

    • DOI

      10.1249/mss.0000000000002658

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] eQTL variants in COL22A1 are associated with muscle injury in athletes2020

    • Author(s)
      Miyamoto-Mikami Eri、Kumagai Hiroshi、Kikuchi Naoki、Kamiya Nobuhiro、Miyamoto Naokazu、Fuku Noriyuki
    • Journal Title

      Physiological Genomics

      Volume: 52 Issue: 12 Pages: 588-589

    • DOI

      10.1152/physiolgenomics.00115.2020

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] A novel locus for predisposition to muscle strain injury identified using a GWAS for muscle stiffness2023

    • Author(s)
      Miyamoto-Mikami, E., Zempo, H., Hirata, K., Kumagai, H., Kikuchi, N., Kamiya, N., Miyamoto, N., Fuku, N.
    • Organizer
      28th Annual Congress of the European College of Sport Science
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ジェネティクスからゲノミクスへ  健康・運動科学への応用2021

    • Author(s)
      宮本恵里
    • Organizer
      第76回日本体力医学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 前十字靭帯再建手術に用いられる半腱様筋腱のヤング率と年齢の関係2021

    • Author(s)
      赤澤拓都, 宮本直和, 西尾啓史, 宮本(三上)恵里, 小林 洋平, 長尾雅史, 高澤祐治
    • Organizer
      第76回日本体力医学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-12-25  

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