Does moderate voluntary exercise have any prevent effect on inflammatory bowel disease ?

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K11474
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 松本 綾子 順天堂大学, 大学院スポーツ健康科学研究科, 特任助教 (20833825)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 飯泉 恭一 柴田学園大学, 生活創生学部, 准教授 (30439351) ; 川崎 広明 昭和女子大学, 生活科学部, 講師 (40531380) ; 棗 寿喜 東海大学, 医学部, 特任助教 (90761841)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 炎症性大腸炎 / 自発運動 / 酸化ストレス / ニトロトリプトファン

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、運動による炎症性大腸炎(IBD)の予防効果とその仕組みを、IBD誘発マウスを用いてタンパク質レベルで解明することを目指した。
自発運動の有無及び3%デキストラン硫酸ナトリウム(DSS)の添加の有無を組み合わせた4群で実験を行った。5日間のDSS投与から1日及び3日後に大腸を採取し、IBDに対する運動効果を体重変化、糞の状態、腸管の短縮、サイトカインなど炎症性マーカーのmRNAの発現量変化を指標に比較した結果、予想に反して運動群で炎症の増悪が示唆された。運動群では基礎代謝上昇に伴う飲水量増加で、DSS摂取が相対的に増加したことが考えられた。そこで、飲水量を制限して実験を行った。運動群では体重は減少したが炎症増悪は見られず、予想していた運動による顕著なIBD抑制効果も見られなかった。また、腸管長にも差がなく、運動の有無によるタンパク質の発現変化は極めて小さいことが推測された。そこで、高感度かつ網羅的に発現量を調べるために、当初の予定になかったmRNAを用いたマイクロアレイ解析を行った。その結果、運動の有無によって、DSS依存的な発現変化を示す遺伝子数は予想以上に少なく、発現量の差自体も小さいことが分かった。以上から、運動有無によるタンパク質の発現変化を調べるのは極めて困難と判断した。計画変更し、IBD誘発（非運動群）で発現量と翻訳後修飾に差があるタンパク質を2次元電気泳動で網羅的に調べた。その結果、差は小さいがIBD誘発で発現量に変化の見られるタンパク質が複数観察された。また、IBDを誘発した際のリン酸化及びニトロ化タンパク質の増加を確認した。これらの一部は、質量分析器によるタンパク質とニトロ化サイトの同定にも成功した。ニトロトリプトファンは新規のタンパク質翻訳後修飾であり、IBDにおける同定はこれが初めての事例である。