2022 Fiscal Year Research-status Report

Improvement of cognitive function in type II diabetes mellitus with light-intensity exercise:based on muscle-brain crosstalk

Research Project

Project/Area Number	22K17711
Research Institution	Gunma University
Principal Investigator	島孟留群馬大学, 共同教育学部, 講師 (60846377)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords	2型糖尿病 / エクソソーム / 海馬 / 骨格筋 / 運動
Outline of Annual Research Achievements	2型糖尿病の記憶機能を改善する低強度運動効果をもたらす筋-海馬連関を成す骨格筋由来のエクソソームmiRNAの探索と、その標的として海馬MCT2発現があるかどうかの解明に向けて、2022年度は、海馬内のMCTやmiRNA発現、骨格筋エクソソームmiRNA発現を進めた。 8週齢の雄性C57BL/6Jマウスと雄性ob/obマウス（2型糖尿病モデル）に4週間の低強度運動を課した（C57BL/6J マウス：7.0 m/分、ob/ob マウス：5.0 m/分 [30%VO2max]、30分/日、5日/週）。運動4週目に併行して、モリス水迷路を課して、全てのマウスの記憶機能を評価した。その後、海馬からtotal RNAを、骨格筋からエクソソームmiRNAを抽出し、その発現量を解析した。結果、4週間の低強度運動による記憶機能の改善とともに、海馬Mct2 mRNA量が回復することを確認した。海馬miRNA発現をmiRNA-Seqで解析したところ、2型糖尿病により変化していた9種のmiRNA発現（miR-200a-3p, miR-200b-3p, miR-322-3p, miR-344d-1-5p, miR-351-5p, miR-429-3p, miR-542-3p, miR-871-5p, miR-3474）が回復することを見出した。このうち、miR-200a-3pはMCT2の発現に関与する可能性が示唆されている（miRDB [http:// www. mirdb.org], TargetScan [http://www.targetscan.org/mmu_80/]）。現在、miR-200a-3pを含め9種のmiRNAに絞り、骨格筋エクソソームmiRNAが変化しているかどうかを解析中である。この解析を通じて、2型糖尿病のwell-beingに資する分子標的の提案や、運動処方を開発する上での指標の提案を目指す。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 4週間の低強度運動による記憶機能の改善とともに、海馬Mct2 mRNA量が回復することを確認できたこと、これに関連しうる海馬miRNAを9種見出した。これらは、Metabolic Brain Disease（PMID: 36370225）で公開された。骨格筋エクソソームmiRNAの変化についても解析が順調に進んでいるため、上記の評価とした。
Strategy for Future Research Activity	骨格筋エクソソームmiRNAの解析が終了し次第、筋特異的なmiRNAの発現制御による低強度運動効果の変化を検証する。