習慣的な身体運動による脳の保護作用の分子メカニズムの解明

2023 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K11506
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 新井 秀明 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (60313160)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 柳原 大 東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (90252725)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 血液脳関門 / 運動の脳への効果 / 老化 / 認知症 / GLUT1 / インフラマソーム / 炎症

Outline of Annual Research Achievements

身体活動を習慣的に行うことによって、さまざまな脳機能、とりわけ加齢にともなって低下する脳機能の低下を予防することができることが明らかとなってきている。しかしながら、身体活動と脳機能の保護を仲介する分子とその作用機序についてはまだほとんど未解明のままである。この分子とその作用機序を明らかにすることができれば、加齢にともなって低下する脳機能を維持するための適切な運動処方を開発するための基礎知見となり、ヒトへの応用ができればその社会的インパクトは極めて大きいといえる。脳には血液脳関門と呼ばれる構造が存在しており、血液中の成分が直接脳実質に触れて影響を与えないようになっている。ヒトの加齢や認知症では血液脳関門のバリア機能が低下することが知られており、研究代表者は身体活動を習慣的に行うことによって血液脳関門のバリア機能が維持されるのではないかと予想した。
身体活動にともなう骨格筋の活動によって、マイオカインと呼ばれるホルモン様の物質が骨格筋から分泌され、身体活動によって起こる健康増進効果を引き起こすことが知られてきている。研究代表者は骨格筋から活動に依存して分泌される特定の物質の受容体が、血液脳関門の血管内皮細胞に発現されているという知見に注目した。血液脳関門の機能はグルコース輸送体であるGLUT1によって維持され、GLUT1の発現が低下すると血液脳関門のバリア機能が低下することが知られている。研究代表者らはマウスに上述のマイオカイン様物質の受容体のアゴニストを投与する実験を行った。このアゴニストはGLUT1を抑制する特定の分子の発現を低下させることを見いだした。血液脳関門の機能はin vitroでは経内皮電気抵抗（TEER）の測定によって評価できる。このアゴニストによりTEERが影響を受けるか検討するため2022年度から3023年度はこの実験系の立ち上げを行っているところである。