免疫系に着目した運動トレーニングによる熱産生機能向上のメカニズムの解明

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K17860
• Research Institution: Chiba Institute of Technology
• Principal Investigator: 川西 範明 千葉工業大学, 先進工学部, 准教授 (00706533)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 脂肪組織 / 熱産生 / 免疫細胞 / 好中球

Outline of Annual Research Achievements

脂肪組織の熱産生機能の向上は脂肪細胞の機能変動により制御されているが、これらの現象は脂肪組織に局在する免疫細胞により調節されている。運動は脂肪組織の熱産生機能を変化させることが知られているが、この現象の分子メカニズムについての全容は未だ不明である。そこで、本研究では、一過性運動による脂肪組織の熱産生機能の変化に免疫細胞が関与するのか否かを検討することを目的とした。実験には10週齢のC57/BL6J雄マウスを用いて、トレッドミル装置を用いて一過性の走行運動を負荷した。運動は強度24m/minの速度で90分間負荷した。運動負荷実施24時間前に、好中球の組織浸潤を阻害する抗体を投与した。サイトカインの一種であるインターロイキン（Interleukin: IL）1βおよびIL-6の骨格筋および脂肪組織のmRNA発現は運動前と比較して持久的運動の直後に高値を示した。一方で、運動直後のIL-1βおよびIL-6のmRNA発現は好中球中和抗体を投与したすることで減少した。骨格筋に発現する熱消費などの様々な遺伝子発現の制御に関与する転写因子のPeroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator（PGC）-1αのmRNA発現は運動前と比較して持久的運動の2時間後および6時間後に高値を示した。しかしながら、PGC-1αのmRNA発現は好中球中和抗体による影響は認められなかった。脂肪組織の熱産生を制御するMeteorin-like protein（ Metrnl) 、Brain-derived neurotrophic factor（BDNF）の骨格筋mRNA発現は運動前と比較して持久的運動の6時間後に高値を示した。しかしながら、MetrnlおよびBDNFのmRNA発現は好中球中和抗体による影響は認められなかった。

Current Status of Research Progress

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

Reason

好中球の浸潤を阻害する抗体を用いて、骨格筋および脂肪組織のサイトカインなどの液性因子の変動について検討を進めている。現在までの一過性運動による好中球の影響について解析が完了している。また、運動トレーニングによる熱産生機能の変動に対する免疫細胞の影響を検討するために、好中球の浸潤阻害抗体を投与した動物実験を実施して、組織の採取が完了している。

Strategy for Future Research Activity

持久的運動トレーニングによる熱産生機能の変動に対する免疫細胞の影響を検討する。すでに、動物実験が実施して内臓、皮下、褐色脂肪組織の採取が完了している。今後は、各種の脂肪組織での熱産生機能の変動に関連するタンパク質および遺伝子の発現変化について、ウエスタンブロット法およびPCR法による解析を進める予定である。