2013 Fiscal Year Research-status Report
運動による骨格筋と脳のモノカルボン酸輸送担体発現効果を高めるシグナル因子の解明
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25350831
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Osaka University of Health and Sport Sciences |
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Principal Investigator |
浜田 拓 大阪体育大学, 体育学部, 教授 (00466294)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
林 達也 京都大学, 人間・環境学研究科(研究院), 教授 (00314211)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 運動 / 脳 / 乳酸代謝 / モノカルボン酸輸送担体 |
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| Research Abstract |
本年度は一過性運動による脳の乳酸とモノカルボン酸トランスポーター(MCT)と乳酸代謝に関連するGLUT1、ミトコンドリアCOX IV発現量の急性効果を中心に検証した。運動実験はラットを走行学習させた後、非運動群と運動群に分けて行った。運動群には分速20m、傾斜8%に設定して2時間のトレッドミル持久走を負荷させた。脳の組織は、運動終了24時間後まで、海馬、大脳皮質、視床下部、脳幹を麻酔下で摘出し、タンパク質の発現量を分析した後、安静群と比較した。脳の乳酸は代謝が早く、脳を摘出しているうちに乳酸は消失してしまうため、脳の乳酸定量のゴールデンスタンダードであるマイクロ波照射法を導入し、運動直後に全ての分解酵素を瞬時に失活化させることで、運動によって脳で生成される乳酸を正確に測定した。その結果、運動終了5時間後から24時間後までにかけて、大脳皮質、海馬ならびに視床下部においてニューロン特異的なMCT2発現量は増加したが、脳幹では増加しなかった。脳部位によってはMCT1とMCT4の発現量も増加した。さらに、GLUT1発現量は皮質で運動終了18時間後に増加し、ミトコンドリアCOX IVの発現量は海馬で運動終了10時間後から24時間後まで持続的に増加した。以上の結果から、一過性の持久運動によりMCT、GLUT1、COX IVの発現量は増加することが明らかとなり、脳の基質トランスポーターの発現量は脳の部位特異的に増加することが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
一過性の運動により脳のモノカルボン酸トランスポーター発現量は骨格筋と同様に、迅速に増加することを実証できたので、研究はおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究として、運動が骨格筋と脳のMCT発現量を増加させるシグナル分子を中心に検証していく。骨格筋の検証は、単離骨格筋インキュベーション法を用いて実施していく予定である。脳の検証は外頚静脈カテーテル法や脳内マイクロインジェクション法を用いて行う予定である。
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