2020 Fiscal Year Annual Research Report
老化の防止に挑む運動の理論的基盤の構築とその応用による運動模倣薬の開発
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19H04050
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
森山 英樹 神戸大学, 保健学研究科, 教授 (10438111)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小澤 淳也 広島国際大学, 総合リハビリテーション学部, 教授 (00435059)
新倉 隆宏 神戸大学, 医学研究科, 准教授 (40448171)
前島 洋 北海道大学, 保健科学研究院, 教授 (60314746)
古和 久朋 神戸大学, 保健学研究科, 教授 (60396728)
秋末 敏宏 神戸大学, 保健学研究科, 教授 (90379363)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 老化 / 運動 / 運動模倣薬 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
老化の防止を目指すための運動の理論的基盤の構築と、その応用による運動模倣薬の開発を目的に、先ず運動機能に関わる骨格筋・骨・関節軟骨・脳に対する最も効果的な運動量を運動の種類（有酸素運動・レジスタンス運動）別に検討した。老齢動物は若齢動物と比べて個体差が大きく、また運動の直接的な影響に老化の影響が加わることで、得られる情報がばらつき複雑になる。これらを避けるため、若齢マウスを用いた。マウスに異なる強度の有酸素運動（トレッドミル走行）あるいはレジスタンス運動（ラダートレーニング）を1回または長期間行わせ、各組織での応答を評価した。その結果、骨格筋では、20 m/minの有酸素運動が骨格筋代謝に重要なPGC-1α発現量を最も増加させ、また体重の120%の負荷のレジスタンス運動がタンパク質合成と筋肥大に最も効果があることが明らかとなった。骨では中等度の有酸素運動が骨形成の増加と骨吸収の減少を引き起こし、骨量と強度を増加させることが明らかとなった。関節軟骨では低強度の有酸素運動が細胞外基質タンパク質を増加させ、関節軟骨の合成の効果があることが明らかとなった。脳では中等度の有酸素運動によってBDNFタンパク量が増加した一方で、レジスタンス運動では変化しないことが明らかとなった。以上により、骨格筋・骨・関節軟骨・脳にとって最も好ましい効果をもたらす適度な運動強度を同定した。次に運動の分子機序の全容を明らかにするために、この適度な強度の運動を行わせた後、運動の最たる効果器である骨格筋を対象に、遺伝子発現の変化をRNA-seqで、エピジェネティクスの変化をRRBS法で網羅的に解析した。その結果、遺伝子発現増加・脱メチル化および遺伝子発現抑制・メチル化に関わる2つの分子を同定した。今後は、これらの結果から運動模倣薬のターゲットとなる候補物質を同定し、運動模倣薬の開発実験を行う予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
昨年度に実験を行えなかった期間があったことによる遅れを完全に取り戻すことができていないため、進捗が予定よりやや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
同定した2つの候補分子のアゴニストあるいはアンタゴニストとして働く低分子化合物を、化合物ライブラリーでスクリーニングし、また既存の機能性食品と医薬品のなかから転用できるものを見出す。老齢マウスあるいは老化に伴う疾患モデルマウスを対象に、これらの新規運動模倣薬とこれまでに報告されている運動模倣薬の適切な組み合わせと用量を絞り込み、有酸素運動とレジスタンス運動を合わせた効能を完全に模倣できる真の運動模倣薬を開発する。
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