Identification of blood biomarkers reflecting qualitative changes in skeletal muscle
| Project/Area Number |
19K22828
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 59:Sports sciences, physical education, health sciences, and related fields
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
家光 素行 立命館大学, スポーツ健康科学部, 教授 (90375460)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長谷川 夏輝 立命館大学, 総合科学技術研究機構, 研究員 (00822850)
真田 樹義 立命館大学, スポーツ健康科学部, 教授 (50421227)
橋本 健志 立命館大学, スポーツ健康科学部, 教授 (70511608)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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| Keywords | 加齢 / マイオカイン / 運動 / 筋質 / 骨格筋 / サルコペニア / バイオマーカー |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は，加齢や運動に伴う筋細胞外脂肪細胞および線維芽細胞数の変化といった骨格筋の質的な変化を反映する血液バイオマーカーを探索することを目的とする。本研究では，動物実験および細胞培養実験にて加齢や運動に伴う筋線維数，筋細胞外脂肪細胞，線維芽細胞数の変化を反映する候補遺伝子を網羅解析により同定する。また，ヒト試験にて高齢者と若年者を対象に，同定した関連候補ホルモンが加齢や運動による骨格筋の質的な変化と関連するかを検証する。本研究成果により，筋，脂肪，線維の細胞から構成される骨格筋の変化を客観的に反映するマーカーが複数同定することができる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，ヒトおよび動物実験を用いて，加齢や運動に伴う筋量(筋横断面積および筋線維数)の変化だけでなく，筋細胞外脂肪細胞数および線維芽細胞数の変化といった骨格筋の質的な変化を反映する血液バイオマーカーを探索することを目的としている。今年度は，ヒト試験において，60-80歳の高齢女性40名を対象とし，コントロール群(CON群)20名，レジスタンス運動群(RT群：70％１RM，10回×3セット，週3日，12週間)20名の2つの群にランダムに分割したトレーニング介入後の血液解析を実施した。トレーニングにより大腿四頭筋の筋厚や筋横断面積が増大し，超音波法による筋輝度（筋組織外の脂肪・線維面積）やMRI法による骨格筋内脂肪・線維面積（IMAT）は有意に改善しており、これらの筋質改善に関わるホルモン・ペプチドを探索した。筋の線維化に関わる物質として同定されたC1qの血中レベルがトレーニングにより有意に低値を示した（p<0.05）が，線維化に関わるTGFbeta1や筋肥大に関わるIGF-1の血中レベルには有意な差が認められなかった。加えて，血中C1qレベルと筋輝度との相関が認められたことから，筋質のバイオマーカーとなりうるかもしれない。今後，筋の脂肪化に関わる血液バイオマーカーを探索しつつ，動物実験において，SAMP1の老齢モデルを用いた運動トレーニング介入が完了しており，次年度以降骨格筋を用いて、筋質に関わるバイオマーカー候補の作用機序や運動への影響などさらなる検討を行う予定である。
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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
本研究課題では動物実験とヒト試験の両方を実施するが，老齢化モデルマウスによる運動トレーニング介入が完了したため，次年度以降，動物検体を用いた筋質に関わる分子機序解明およびヒト試験のさらなる血液解析を行う予定であるため，順調に研究は進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
動物実験において，老齢化モデルマウスの運動トレーニング介入が完了し，今後，骨格筋の解析を実施する。動物実験では，ヒト試験において得られた血液バイオマーカー候補の骨格筋に対する作用機序や運動による影響を中心に解析する予定である。また，ヒト試験のさらなる血液解析の結果により，動物実験にて詳細解析を行う予定である。
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Report
(2 results)
Research Products
(52 results)
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[Journal Article] Conduction Velocity of Muscle Action Potential of Knee Extensor Muscle During Evoked and Voluntary Contractions After Exhaustive Leg Pedaling Exercise.2020
Author(s)
Kohei Watanabe, Taiki Sakai, Shosaku Kato, Natsuka Hashizume, Naoki Horii, Maki Yoshikawa, Natsuki Hasegawa, Keiko Iemitsu, Katsunori Tsuji, Masakata Uchida, Masao Kanamori and Motoyuki Iemitsu
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Journal Title
Frontiers in Physiology
Volume: 11
Pages: 546-546
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Presentation] Changes in salivary cortisol and IgA levels are associated with fatigue after acute endurance exercise.2019
Author(s)
Hashizume N, Hasegawa N, Horii N, Yoshikawa M, Tsuji K, Uchida M, Iemitsu K, Hashimoto T, Sanada K, Kanamori M, Watanabe K, Iemitsu M.
Organizer
American College of Sports Medicine 66th Annual Meeting
Related Report
Int'l Joint Research
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