2022 Fiscal Year Research-status Report
Does lactate increase by a single high-intensity exercise contribute to the enhancement of working memory?
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21K17605
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| Research Institution | Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science |
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Principal Investigator |
朴 ジョンヒョク 公益財団法人東京都医学総合研究所, 精神行動医学研究分野, 研究員 (80835843)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 乳酸 / ワーキングメモリ / 海馬 / 高強度運動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
皮質の初代培養神経細胞への20mM乳酸添加は、細胞内のNADH/NAD+比を高め、それがNMDA受容体を活性化し、神経可塑性関連の初期応答遺伝子群（Immediate-early genes；IEGs）Arc、c-fos、Zif268の発現量を高める。また、in vivo実験においてもマウスの腹腔内へ10mM乳酸投与は感覚運動皮質においてIEGs発現量の増加をもたらす。そこで、乳酸閾値（LT）を上回る強度の運動がY字型迷路試験による作業記憶の向上をもたらすか、その機序には乳酸による海馬のIEGs発現量増加が関与しているか否かについて検討を行った。
マウスに疲労困憊に至るまでの短時間（30分間）の一過性高強度運動を課したところ、運動直後に血中乳酸濃度は12~14mMを示し、運動30分後にY字型迷路試験による作業記憶の向上を示した。そのマウスの海馬においてIEGsと脳由来神経栄養因子（BDNF）mRNA発現量の有意な増加が認められた。一方、運動直後の血中乳酸濃度が6~8mMを示す30分間の運動（トレッドミル速度30m/分）を課したところ、作業記憶の向上や海馬IEGs発現量の増加は認められなかった。このことから、運動により血中で増加する乳酸は、その後海馬のIEGsを高める因子の一つとして作用し、運動の作業記憶向上効果に重要な役割を担うことが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
2023年3月に所属研究機関の変更があり、2022年度後半に当初予定していた計画通りの実験が順調に遂行できる状況ではなかったため、本年度の進捗状況は「遅れている」を選択した。
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| Strategy for Future Research Activity |
新所属研究機関にて研究計画が遂行可能になったため、2022年度の遅れを取り戻せるよう研究に取り組む。2023年度の実験では、運動による血中乳酸が海馬に取り込まれる際にNAD+がNADHに変換されNADH/NAD+比を高めることで、IGEs発現量の増加をもたらすか否かについて検討する。加えて、作業記憶を含む認知機能の低下を呈する精神疾患モデルマウスを用いて、認知機能に対する乳酸の改善効果について検討することも予定している。
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| Causes of Carryover |
現在までの進捗状況に述べたように、本研究テーマを遂行可能な所属機関へ異動が生じたことを含め、当該年度に予定していた実験計画の遂行に遅れが生じたため。未使用額は未遂行の実験を行うために必要な実験消耗品等の購入に使用すると共に、学会への参加、論文の掲載料などに充てる予定である。
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Research Products
(5 results)
