Does physical inactivity during growth increase a risk of developing dementia?
| Project/Area Number |
21K17550
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 59020:Sports sciences-related
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| Research Institution | University of Tsukuba (2022-2023)
Juntendo University (2021) |
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Principal Investigator |
土橋 祥平 筑波大学, 体育系, 助教 (10875264)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 運動不足 / 身体不活動 / 認知機能 / 海馬 / RNA-seq / 成長期 / 狭小ケージ / 高脂肪食 / 物体位置認識試験 / 身体活動不足 / エピジェネティクス / DOHaD / 糖尿病 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、成長期、特に発達早期の運動不足が将来的な認知機能に悪影響を及ぼす可能性について検討を行い、その対抗策の基盤となる分子メカニズムの解明を目指す。初年度は、生活習慣病に起因した認知機能低下を想定し，2型糖尿病を誘導するモデルラットを対象に、通常飼育群、活動制限による運動不足群を設定し、成長期の運動不足が成年期以降の認知機能に影響するか否かについて、エピジェネティック制御機構の観点から解明する。2年目以降は、成長期の中でも最も脳の可塑性が活発な発達早期における運動不足経験がその後の認知機能の変化に及ぼす否かについて実験動物を用いて検討する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、成長期、特に発達早期の運動不足が将来的な認知機能に悪影響を及ぼす可能性について検討を行い、その対抗策の基盤となる分子メカニズムの解明を目指すものである。
これまでの検討によって成長期に飼育ケージの活動範囲を制限することで模擬した運動不足介入や高脂肪食摂取を行うと、成年期以降の認知機能悪化を招く可能性があること、そして運動不足の時期によってその影響力が異なる可能性が明らかとなっている。研究3年目の令和5年度はこの独特な変化をもたらす分子機構の解明に向けて、認知機能の悪化が確認された20週齢時に、収集した海馬からRNAを抽出し、遺伝子の網羅解析 (RNA-seq) を実施した。その結果、若年期に運動不足を行った群では通常飼育を行った群と比較して，認知機能に関与する遺伝子発現が大きく変動していることが明らかとなった。また高脂肪食摂取群でも運動不足群と同様の遺伝子発現変化が認められることも確認しており，成長期の運動不足と高脂肪食摂取という不摂生な生活習慣は共通の経路を介して認知機能低下に関与している可能性が示唆された。またこれらの遺伝子発現の変化はタンパク質発現レベルと符合する結果が得られた。本研究では4-12週齢までの成長期のみに活動制限を行っており、その後20週齢までは身体活動量や体重の推移に群間の違いが認められなかったことを考慮すると，成長期の運動不足によりDNAに何らかのエピジェネティックス修飾がなされ，それが長期にわたり保存されることで，成年期以降の遺伝子発現を変化させた可能性が想定され、これにより認知機能の悪化が将来した可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
今年度は当初の予定通り、遺伝子の網羅解析を行い，成長期に運動不足介入を行うだけで，成年期以降の海馬において認知機能に関わる遺伝子発現が大きく変動し，タンパク質発現でもそれと符合する結果が得られたという点では一定の成果が挙げられたと考えられる。しかしながら，昨年度，研究機関の異動により，研究費や試料の移送に時間を要したこともあり、3年間の研究期間内で完了する予定であったエピジェネティックスの解析にまでは着手できていなかった。そのため、研究期間を1年間延長することとした。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの検討から，成長期の運動不足によりDNAに何らかのエピジェネティックス修飾がなされ，それが長期にわたり保存されることで，成年期以降の遺伝子発現を変化させた可能性が考えられたことから，令和6年度はエピジェネティックス修飾の一つであるDNAメチル化の網羅解析とこれまで得られた遺伝子発現解析の結果を統合したトランスオミクス解析を実施する。これにより，成長期の運動不足が後年の認知機能低下をもたらすネガティブエピジェネティックメモリーの実態を明らかにし，学術論文として成果をまとめる予定である。
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Report
(3 results)
Research Products
(1 results)
