エネルギー制限下の心臓が獲得する耐寒性・抗不整脈性等の生体適応と寿命延長

• 研究課題/領域番号: 15590526
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 衛生学
• 研究機関: 兵庫医科大学
• 研究代表者: 和田 安彦 兵庫医科大学, 医学部, 助教授 (10261653)
• 研究分担者: 井口 弘 兵庫医科大学, 医学部, 教授 (90025643) ; 西池 珠子 大手前短期大学, 講師 (40309448) ; 西村 泰光 川崎医科大学, 医学部, 講師 (90360271)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円); 2005年度: 700千円 (直接経費: 700千円); 2004年度: 900千円 (直接経費: 900千円); 2003年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
• キーワード: エネルギー制限 / 冬眠 / 心電図 / 心拍数 / 低体温 / サーカディアンリズム / 遺伝子発現 / 自律神経 / 老化制御 / イオンチャンネル / イオンポンプ / 心筋 / 筋原繊維

研究概要

心臓の遺伝子発現をスクリーニングした結果、エネルギー制限(Energy Restriction : ER)マウスでは6400遺伝子中、基準を満たす増加が67遺伝子、減少が153遺伝子であった。ER下の心臓では心筋の構造や、心筋細胞の電気的な性質が、低エネルギーもしくは低温に適応した形になっている可能性が示唆された。
腹腔内に発信器を埋め込み、無拘束で心電図記録を行った。ERは心電図のリズムに大きな影響を与え、特に体温低下時に上室性不整脈が顕著に認められたが、これは冬眠動物の冬眠導入途上の心電図に類似しており、生理的な変化と考えられた。一方、心電図波形に対するERの影響は少なかった。
心拍数と体温との関係を調べた結果、Ctでは心拍数と体温ともに日内変動が僅かであった(体温:37.4〜36.0℃、心拍:毎分680-440回)。一方、ERマウスでは体温と心拍数の明瞭なサーカディアンリズムが認められ、体温の範囲は37.5℃〜24℃、心拍数の範囲は690回/分から5分の1以下の毎分110回であった。しかも心拍数は体温変化に先行して(即ちヒステリシスを示して)上下した。さらに人為的低体温(24℃)の時の心拍数は375/分程度の低下に止まった。すなわち心臓は能動的に心拍を変化させていると考えられた。加齢に伴い、ERのこれらのサーカディアンリズムやヒステリシスが減少した。心拍変動解析による自律神経機能の評価では、副交感神経系がERはCtに比べて活動が活発であった。ERの副交感神経系の活動は加齢により弱まった。
以上から、ER下マウスの心臓は、自律神経系等の上位の調節により、体温変化を含む代謝調節に能動的に関わるような生体適応が起きていると考えられた。このERによる生体適応が、低温や不整脈に対する抵抗性を上げ、寿命延長に寄与している可能性が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Production of Nitric Oxide Elevates Nitrosothiol Formation Resulting in Decreased Glutathione in Macrophages Exposed to Asbestos or Asbestos Substitutes. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nishiike.T et al.
  • 雑誌名: Arch. Toxicol. 79・2 ページ: 83-89
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Smoking cessation and mortality from cardiovascular disease among Japanese men and women : the JACC study. (2005)
  • 著者名/発表者名: Iso H et al.
  • 雑誌名: Am J Epidemiol. 161・2 ページ: 170-179
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Assessment of human exposure to polychlorinated biphenyls and polybrominated diphenyl ethers in Japan using archived samples from the early 1980s and mid-1990s. (2005)
  • 著者名/発表者名: Koizumi A et al.
  • 雑誌名: Environ Res 99・1 ページ: 31-9
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Secular trends and geographical variations in the dietary intake of polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) using archived samples from the early 1980s and mid 1990s in Japan. (2005)
  • 著者名/発表者名: Wada Y et al.
  • 雑誌名: J Occup Health 47・3 ページ: 236-41
  • NAID: 110003723270
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Body mass index and mortality from cardiovascular disease among Japanese men and women : the JACC study. (2005)
  • 著者名/発表者名: Cui R et al.
  • 雑誌名: Stroke 36・7 ページ: 1377-82
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Walking and sports participation and mortality from coronary heart disease and stroke. (2005)
  • 著者名/発表者名: Noda H et al.
  • 雑誌名: J Am Coll Cardiol 46・9 ページ: 1761-7
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Production of Nitric Oxide Elevates Nitrosothiol Formation Resulting in Decreased Glutathione in Macrophages Exposed to Asbestos or Asbestos Substitutes. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nishiike, T., Nishimura, Y., Wada, Y., Iguchi, H.
  • 雑誌名: Arch Toxicol 79 ページ: 83-89
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] JACC Study Group. Smoking cessation and mortality from cardiovascular disease among Japanese men and women : the JACC Study. (2005)
  • 著者名/発表者名: Iso H, Date C, Yamamoto A, Toyoshima H, Watanabe Y, Kikuchi S, Koizumi A, Wada Y, Kondo T, Inaba Y, Tamakoshi A
  • 雑誌名: Am J Epidemiol 161 ページ: 170-179
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Assessment of human exposure to polychlorinated biphenyls and polybrominated diphenyl ethers in Japan using archived samples from the early 1980s and mid-1990s. (2005)
  • 著者名/発表者名: A Koizumi, T Yoshinaga, K Harada, K Inoue, A Morikawa, J Muroi, S Inoue, B Eslami, S Fujii, Y Fujimine, N Hachiya, S Koda, Y Kusaka, K Murata, H Nakatsuka, K Omae, N Saito, S Shimbo, K Takenaka, T Takeshita, H Todoriki, Y Wada, T Watanabe, M Ikeda
  • 雑誌名: Environ Res 99 ページ: 31-39
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Secular trends and geographical variations in the dietary intake of polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) using archived samples from the early 1980s and mid 1990s in Japan. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yasuhiko Wada, Akio Koizumi, Takeo Yoshinaga, Kouji Harada, Kayoko Inoue, Akiko Morikawa, Junko Muroi, Sumiko Inoue, Bita Eslami, Iwao Hirosawa, Akitsu Hirosawa, Shigeo Fujii, Yoshinori Fujimine, Noriyuki Hachiya, Shigeki Koda, Yukinori Kusaka, Katsuyuki Murata, Haruo Nakatsuka, Kazuyuki Omae, Norimitsu Saito, Shinichiro Shimbo, Katsunobu Takenaka, Tatsuya Takeshita, Hidemi Todoriki, Takao Watanabe, Masayuki Ikeda
  • 雑誌名: J Occup Health 47 ページ: 236-241
  • NAID: 110003723270
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] JACC Study Group. Body mass index and mortality from cardiovascular disease among Japanese men and women : the JACC study. (2005)
  • 著者名/発表者名: Cui R, Iso H, Toyoshima H, Date C, Yamamoto A, Kikuchi S, Kondo T, Watanabe Y, Koizumi A, Wada Y, Inaba Y, Tamakoshi A
  • 雑誌名: Stroke 36 ページ: 1377-1378
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] JACC Study Group. Walking and sports participation and mortality from coronary heart disease and stroke. (2005)
  • 著者名/発表者名: Noda H, Iso H, Toyoshima H, Date C, Yamamoto A, Kikuchi S, Koizumi A, Kondo T, Watanabe Y, Wada Y, Inaba Y, Tamakoshi A
  • 雑誌名: J Am Coll Cardiol 46 ページ: 1761-1767
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] History of blood transfusion before 1990 is a risk factor for stroke and cardiovascular diseases : the Japan collaborative cohort study (JACC study). (2005)
  • 著者名/発表者名: Yamada S et al.
  • 雑誌名: Cerebrovasc Dis 20・3 ページ: 164-171
• [雑誌論文] Large-scale evaluation of the current level of polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) in breast milk from 13 regions of Japan. (2005)
  • 著者名/発表者名: Eslami B et al.
  • 雑誌名: Chemosphere (Epub)
• [雑誌論文] Production of Nitric Oxide Elevates Nitrosothiol Formation Resulting in Decreased Glutathione in Macrophages Exposed to Asbestos or Asbestos Substitutes. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nishiike, T et al.
  • 雑誌名: Arch.Toxicol. 79 ページ: 83-89
• [雑誌論文] Smoking cessation and mortality from cardiovascular disease among Japanese men and women : the JACC Study. (2005)
  • 著者名/発表者名: Iso H et al.
  • 雑誌名: Am J Epidemiol. 161 ページ: 170-179
• [雑誌論文] Assessment of human exposure to polychlorinated biphenyls and polybrominated diphenyl ethers in Japan using archived samples from the early 1980s and mid-1990s. (2005)
  • 著者名/発表者名: Koizumi A et al.
  • 雑誌名: Environ Res (印刷中)
• [雑誌論文] Secular trends and geographical variations in the dietary intake of polybrominated diphenyl ethers (PBDEs) using archived samples from the early 1980s and mid 1990s in Japan. (2005)
  • 著者名/発表者名: Wada Y et al.
  • 雑誌名: J Occup Health (印刷中)
  • NAID: 110003723270
• [雑誌論文] Risk factors for fatal subarachnoid hemorrhage : The Japan Collaborative Cohort study. (2003)
  • 著者名/発表者名: Yamada, S., et al.
  • 雑誌名: Stroke 34・12 ページ: 2781-2787
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Risk factors for fatal subarachnoid hemorrhage : The Japan Collaborative Cohort study. (2003)
  • 著者名/発表者名: Yamada S, Koizumi A, Iso H, Wada Y, Watanabe Y, Date C, Yamamoto A, Kikuchi S, Inaba Y, Toyoshima H, Kondo T, Tamakoshi A.
  • 雑誌名: Stroke 34 ページ: 2781-2787
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [図書] 分子予防環境医学(分子予防環境医学研究会編)(老化) (2003)
  • 著者名/発表者名: 和田安彦
  • 総ページ数: 776
  • 出版者: 本の泉社
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Yamada, S., et al.: "Risk factors for fatal subarachnoid hemorrhage : The Japan Collaborative Cohort Study."Stroke. 34. 2781-2787 (2003)
• [文献書誌] 和田安彦: "分子予防環境医学(分子予防環境医学研究会編)(老化)"本の泉社. 776 (2003)