Effect of long-term exercise training on epigenetic clock

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 20K19520
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 河村 拓史 早稲田大学, スポーツ科学学術院, その他(招聘研究員) (80823327)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 全身持久力 / 生物学的老化 / エピジェネティック時計 / DNAのメチル化 / 運動トレーニング / High-capacity runner / Low-capacity runner

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、長期的な運動トレーニングが多臓器におけるエピジェネティック時計に及ぼす影響を検証するため、持久運動能力を基に繁殖が繰り返されたLow-capacity runner群（LCR群）8匹とHigh-capacity runner群（HCR群）8匹の計16匹の高齢ラットを対象に、6ヶ月間のVoluntary exerciseを行わせた。一日当たりの平均走行距離は、LCR群が3.3±2.1 km、HCR群が11.7±5.2 kmであった。また、各群の最大酸素摂取量は、LCR群が35.0±9.0 mL/kg/min、HCR群が58.9±22.3mL/kg/minであり、HCR群のそれはLCR群と比べて有意に高い値を示した（p = 0.036）。一方で、Morris Water Maze testによる脳機能テストでは、LCR群およびHCR群の5日間の平均値において、有意な交互作用（グループ×時間）は認められなかった。これら2つの生理学的テストを終えた後に、2日間の休息を挟み、ラットの臓器（海馬、心臓、肺、腎臓、肝臓、腓腹筋、ヒラメ筋、足底筋および大腸）の摘出を行った。
今年度は、予算の都合により、前年度に生理学的テストおよび解剖を行ったSedentary群、計16匹の4つの臓器（海馬、心臓、ヒラメ筋および大腸）を用いて、還元型バイサルファイトシークエンス法（RRBS-Seq）によるDNAのメチルレベルの解析を行っている。ここで得られたデータを基に、ラットの各臓器におけるエピジェネティック年齢を算出し、LCRおよびHCR群の生物学的老化度を比較する。これにより、高い最大酸素摂取量が生体各臓器における生物学的老化の遅延と関係するのか否かを明らかにするとともに、いずれの臓器においてその程度が最も大きいのかを併せて検証する。

Research Products

• [Int'l Joint Research] ハンガリースポーツ科学大学(ハンガリー)
  • Country Name: HUNGARY
  • Counterpart Institution: ハンガリースポーツ科学大学
• [Int'l Joint Research] カリフォルニア大学ロサンゼルス校(米国)
  • Country Name: U.S.A.
  • Counterpart Institution: カリフォルニア大学ロサンゼルス校
• [Journal Article] Associations between cardiorespiratory fitness and lifestyle-related factors with DNA methylation-based aging clocks in older men: WASEDA’S Health Study (2023)
  • Author(s): Kawamura T, Radak Z, Tabata H, Akiyama H, Nakamura N, Kawakami R, Ito T, Usui C, Jokai M, Torma F, Kim HK, Miyachi M, Suzuki K, Torii S, Ishii K, Sakamoto S, Oka K, Higuchi M, Muraoka I, McGreevy K.M., Horvath S, Tanisawa K
  • Journal Title: medRxiv Volume: - Pages: -
  • DOI: 10.1101/2023.04.12.23288187
  • Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] DNA methylation clock DNAmFitAge shows regular exercise is associated with slower aging and systemic adaptation (2022)
  • Author(s): Jokai M, Torma F, McGreevy KM, Koltai E, Bori Z, Babszki G, Bakonyi P, Gombos Z, Gyorgy B, Aczel D, Toth L, Osvath P, Fridvalszky M, Teglas T, Ligeti B, Kalcsevszki R, Posa A, Kujach S, Olek R, Kawamura T, Seki Y, Suzuki K, Tanisawa K, Goto S, Boldogh I, Ba X, Szabo D, Davies KJA, Horvath S, Radak Z
  • Journal Title: medRxiv Volume: - Pages: -
  • DOI: 10.1101/2022.07.22.22277842
  • Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Accelerated epigenetic changes may contribute to the development of hepatic insulin resistance revealed by NADH FLIM (2023)
  • Author(s): Koloncs A, Kawamura T, Szipocs R, Radak Z
  • Organizer: 15th MiPconference: Bioenergetics
  • Int'l Joint Research