| Project/Area Number |
23K24735
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| Project/Area Number (Other) |
22H03478 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59020:Sports sciences-related
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
松井 崇 筑波大学, 体育系, 助教 (80725549)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2025: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2024: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
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| Keywords | 運動 / 脳グリコーゲン / 超回復 / エネルギー代謝 / PTG |
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| Outline of Research at the Start |
一見無関係な持久性と認知は関連し、運動はこの超時空間的心身連関の適応を促進するが、その根底をなす共通機構は未だ不明である。私は、認知を担う脳グリコーゲンが、急性運動時にモノアミン 作動性に分解・利用され持久性をも司り、その後に超回復を起こすことで、慢性運動による持久性と認知の向上に資する脳代謝適応をもたらすことを見出した 。脳では筋と異なり、モノアミンが数時間後に誘導するグリコーゲン標的タンパク質がマスター因子となりうる 。本研究では、運動による脳グリコーゲン超回復が脳内独自の「神経-グリア連関」により生じ、心身の運動適応を担うかどうかを検証する先端スポーツ神経生物学を推進する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
一見無関係な持久性と認知は関連し、運動はこの超時空間的心身連関の適応を促進するが、その根底をなす共通機構は未だ不明である。本研究は、運動による脳グリコーゲン超回復の分子神経機構をグリコーゲン標的タンパク質（PTG）の役割に着目して解明することを目指す。４年計画の２年目である令和５年度は、実験計画に従い、実験１と２を実施した。
実験１および２では、昨年度検討した疲労困憊する持久性運動と安静状態に加えて、疲労しない持久性運動のマウスモデルにおいて、脳内PTGタンパク質量をウェスタンブロット法により検討した。まずは、昨年度と同様に、疲労困憊群の血糖値は安静群と比較して顕著に低下し、血中乳酸濃度は顕著に上昇したことから、本研究で用いた運動モデルが先行研究と同様の疲労困憊状態を引き起こしていることを確認した。
このとき、脳内、特に、脳グリコーゲン超回復が生じる大脳皮質、海馬、視床下部のおけるPTGタンパク質量を定量し、安静状態のマウスと比較することで再現性を検討した。その結果、全ての部位で安静群よりも疲労困憊群におけるPTG量が有意に上昇したことから、昨年度の成果の再現性を確認できた。上昇率についても、視床下部、大脳皮質、海馬の順で高く、昨年度と同様の結果であった。加えて、実験２において、疲労しない運動群では、PTGタンパク質量が疲労困憊群よりは低いものの、高まる傾向が確認された。
これらの結果は、運動時には、その終了を待たずして、脳内ではグリコーゲン合成を促進するアナボリックな生化学状態をPTGを通じて形成していることを示唆する。
今後、このPTGタンパク質の増加が運動時の何によって引き起こされるのかについて、神経生物学的手法で検討することで、運動が引き出すPTG発現機構を明らかにする予定である。
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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
令和５年度は、疲労困憊運動だけでなく、疲労しない持久性運動にも運動条件を広げて脳内PTG発現動態を確認することができた。これまでの成果は、プロジェクトの後半で検討するPTGの発現機構やその生物学的役割に関する実験につながることから、おおむね順調に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
実験１および２において、運動時には、その終了を待たずして、脳内ではグリコーゲン合成を促進するアナボリックな生化学状態をPTGを通じて形成していることを示唆した。今後、このPTGタンパク質の増加が運動時の何によって引き起こされるのかについて、神経生物学的手法で検討することで、運動が引き出すPTG発現機構を明らかにする予定である。
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