代謝・マイオカイン・腸バリアに着目した骨格筋と腸の臓器相関に関する体力科学的研究

• 研究課題/領域番号: 17H02176
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用健康科学
• 研究機関: 京都府立大学
• 研究代表者: 青井 渉 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (60405272)
• 研究分担者: 内藤 裕二 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (00305575) ; 佐久間 邦弘 東京工業大学, リベラルアーツ研究教育院, 教授 (60291176)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円); 2019年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2018年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2017年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
• キーワード: 骨格筋 / 運動 / 腸内環境 / マイオカイン / 代謝 / エネルギー代謝 / 腸バリア / 腸内細菌

研究成果の概要

腸バリア機能，腸内細菌叢の変化と骨格筋の代謝・分泌能の関係について検討した。実験モデルマウスにおいて，腸バリア機能の破綻が耐糖能，骨格筋代謝を低下させることを示した。また，運動トレーニングを行ったマウスの腸内細菌を移植したマウスでは，骨格筋の代謝・分泌性因子が高まることを示した。一方，骨格筋代謝能の減弱したマウスでは，マイオカイン分泌能の低下とともに腸バリア機能が低下する可能性を示した。以上の結果は，腸と骨格筋の臓器連関を支持するものである。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により，腸バリア機能，腸内細菌の変化は骨格筋の代謝を調整すること，逆に骨格筋の代謝・分泌機能は腸管免疫機能に影響を与えることが示され，腸内環境と骨格筋は血液を介して互いに協調しあっていることが明らかになった。体力向上，健康づくりにおいて，腸と骨格筋がともに良好な機能を保持することが重要であり，このことを考慮した運動習慣，食習慣を検討することが有意義と考えられる。

研究成果

• [国際共同研究] カロリンスカ研究所(スウェーデン)
• [国際共同研究] カロリンスカ研究所(スウェーデン)
• [国際共同研究] Karolinska Institutet(スウェーデン)
• [雑誌論文] Combined intake of astaxanthin, β-carotene, and resveratrol elevates protein synthesis during muscle hypertrophy in mice (2020)
  • 著者名/発表者名: Kawamura, A., Aoi, W., Abe, R, Kobayashi, Y., Wada, S., Kuwahata, M., Higashi, A.
  • 雑誌名: Nutrition 巻: 69 ページ: 110561-110561
  • DOI: 10.1016/j.nut.2019.110561
  • 査読あり
• [雑誌論文] Body fluid pH balance in metabolic health and possible benefits of dietary alkaline foods (2020)
  • 著者名/発表者名: Aoi, W., Zou, X., Xiao, J.B., Marunaka, Y.
  • 雑誌名: eFood J. 巻: 1 ページ: 12-23
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Lower birth weight is associated with higher sprint performance in female university students (2019)
  • 著者名/発表者名: Abe, R., Aoi, W., Harada, K., Iwasa, M., Saruwatari, A., Odani, K., Yoshii, K., Ito, C., Ohmi, N., Takayama, Y., Nishikawa, K., Wada, S., Higashi, A.
  • 雑誌名: The Journal of Physical Fitness and Sports Medicine 巻: 8 号: 3 ページ: 117-125
  • DOI: 10.7600/jpfsm.8.117
  • NAID: 130007650941
  • ISSN: 2186-8123, 2186-8131
  • 年月日: 2019-05-25
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Combined treatment of dipeptidyl peptidase‐4 inhibitor and exercise training improves lipid profile in KK/Ta mice (2019)
  • 著者名/発表者名: Tanimura Yuko、Aoi Wataru、Mizushima Katsura、Higashimura Yasuki、Naito Yuji
  • 雑誌名: Experimental Physiology 巻: 104 号: 7 ページ: 1051-1060
  • DOI: 10.1113/ep087449
  • 査読あり
• [雑誌論文] Secreted Protein Acidic and Rich in Cysteine (SPARC) improves glucose tolerance via AMP-activated protein kinase activation (2019)
  • 著者名/発表者名: Aoi, W., Hirano, N., Lassiter, D.G., Björnholm, M., Chibalin, A.V., Sakuma, K., Tanimura, Y., Mizushima, K., Takagi, T., Naito, Y., Zierath, J.R., Krook, A.
  • 雑誌名: FASEB J. 巻: 33 号: 9 ページ: 10551-10652
  • DOI: 10.1096/fj.201900453r
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Aging-associated impairment in metabolic compensation by subcutaneous adipose tissue promotes diet-induced fatty liver disease in mice (2019)
  • 著者名/発表者名: Taketani Hiroyoshi、Nishikawa Tichiro、Nakajima Hisakazu、Kodo Kazuki、Sugimoto Satoru、Aoi Wataru、 Horike Shin-Ichi、 Meguro-Horike Makiko、 Ishiba Hiroshi、 Seko Yuya、Umemura Atsushi、 Yamaguchi Kanji、Moriguchi Michihisa、 Yasui Kohichiroh、 Itoh Yoshito.
  • 雑誌名: Diabetes, Metabolic Syndrome and Obesity: Targets and Therapy 巻: 12 ページ: 1473-1492
  • DOI: 10.2147/dmso.s214093
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] .Effect of downhill walking on next-day muscle damage and glucose metabolism in healthy young subjects (2019)
  • 著者名/発表者名: Nakayama, A., Aoi, W., Takami, M., Hirano, N., Ogaya, Y., Wada, S., Higashi, A.
  • 雑誌名: J. Physiol. Sci. 巻: 69 号: 1 ページ: 31-38
  • DOI: 10.1007/s12576-018-0614-8
  • NAID: 40021804632
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of dietary antioxidant-rich foods combined with aerobic training on energy metabolism in healthy young men (2019)
  • 著者名/発表者名: Takami, M., Aoi W., Terajima, H., Tanimura, Y., Wada, S., Higashi, A.
  • 雑誌名: Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ 巻: 64 号: 1 ページ: 79-85
  • DOI: 10.3164/jcbn.18-40
  • NAID: 130007542253
  • ISSN: 0912-0009, 1880-5086
• [雑誌論文] IL6 and LIF mRNA expression in skeletal muscle is regulated by AMPK and the transcription factors NFYC, ZBTB14 and SP1 (2018)
  • 著者名/発表者名: Nylén, C., Aoi, W., Abdelmoez, A.M., Lassiter, D.G., Lundell, L.S., Wallberg-Henriksson, H., Näslund, E., Pillon, N.J., and Krook, A.
  • 雑誌名: Am. J. Physiol. Endcrinol. Metab. 巻: 315 号: 5 ページ: E995-E1004
  • DOI: 10.1152/ajpendo.00398.2017
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Secreted protein acidic and rich in cysteine functions in colitis via IL17A regulation in mucosal CD4(+) T cells. (2018)
  • 著者名/発表者名: Tanaka M, Takagi T, Naito Y, Uchiyama K, Hotta Y, Toyokawa Y, Ushiroda C, Hirai Y, Aoi W, Higashimura Y, Mizushima K, Okayama T, Katada K, Kamada K, Ishikawa T, Handa O, Itoh Y.
  • 雑誌名: J Gastroenterol Hepatol. 巻: 33 号: 3 ページ: 671-680
  • DOI: 10.1111/jgh.13842
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Comparison of the effect of non-esterified and esterified astaxanthins on endurance performance in mice (2018)
  • 著者名/発表者名: Aoi, W., Maoka, T., Abe, R., Fujishita, M., Tominaga, K.
  • 雑誌名: Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｌｉｎｉｃａｌ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ 巻: 62 号: 2 ページ: 161-166
  • DOI: 10.3164/jcbn.17-89
  • NAID: 130006407479
  • ISSN: 0912-0009, 1880-5086
  • 査読あり
• [学会発表] 酸化チタンの摂取が腸管バリア機能および骨格筋糖代謝に及ぼす影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小谷日向子、青井渉、島田秋音、小林ゆき子、桑波田雅士
  • 学会等名: 第73回日本栄養・食糧学会大会
• [学会発表] Intestinal microbiota mediates exercise-induced metabolic improvement through bile acids modification in mice (2019)
  • 著者名/発表者名: Aoi, W.
  • 学会等名: Cell Symposia Exercise Metabolism
  • 国際学会
• [学会発表] マウスにおける腸管バリア機能の破綻は耐糖能を低下させる (2019)
  • 著者名/発表者名: 小谷日向子、青井渉、島田秋音、小林ゆき子、桑波田雅士
  • 学会等名: 第58回日本栄養・食糧学会近畿支部大会
• [学会発表] The effects of milk casein hydrolysate and its derived peptides on glucose metabolism in C2C12 skeletal muscle cells (2019)
  • 著者名/発表者名: Iwasa, M., Miyazaki, H.., Aoi, W.
  • 学会等名: 13th Asian Congress of Nutrition
  • 国際学会
• [学会発表] Lactococcas lactis subsp. cremoris FC-fermented milk intake modulates energy metabolism in mouse skeletal muscle (2019)
  • 著者名/発表者名: Aoi, W., Gotoh ,Y., Kosaka, H., Suzuki, T.
  • 学会等名: International Conference of Food Factors 2019
  • 国際学会
• [学会発表] 若年女性における食事タイミングの違い及び運動習慣の有無が運動によるマイオカインの分泌応答に及ぼす影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 西村佐保，青井渉，奥村なつみ，胡悠莉香，和田小依里，東あかね
  • 学会等名: 第72回日本栄養・食糧学会大会
• [学会発表] Dietary antioxidants-contained foods promote skeletal muscle adaptation and reduce fatigue induced by resistance training (2018)
  • 著者名/発表者名: Kawamura, A., Aoi, W., Wada, S., Higashi, A.
  • 学会等名: American College of Sports Medicine 2018 Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 運動トレーニングによる適応と酸化ストレス・レドックス管理 (2018)
  • 著者名/発表者名: 青井渉
  • 学会等名: 第73回日本体力医学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] 若年女性における食事タイミングの違い及び運動習慣の有無が運動によるマイオカインSPARCの分泌応答に及ぼす影響 (2018)
  • 著者名/発表者名: 西村佐保，青井渉，奥村なつみ，胡悠莉香，和田小依里，東あかね
  • 学会等名: 第72回日本栄養・食糧学会大会
• [学会発表] Dietary antioxidants-contained foods promote skeletal muscle adaptation and reduce fatigue induced by resistance training (2018)
  • 著者名/発表者名: Aki Kawamura, Wataru Aoi, Sayori Wada, Akane Higashi
  • 学会等名: American College of Sports Medicine 2018 Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 運動トレーニングによる生体適応と酸化ストレス管理 (2017)
  • 著者名/発表者名: 青井渉
  • 学会等名: 第70回日本酸化ストレス学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 複数の抗酸化食品の摂取が10週間のレジスタンス運動による筋力およびエネルギー代謝の適応におよぼす影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 河村亜希，青井渉，和田小依里，東あかね
  • 学会等名: 日本アミノ酸学会第11回学術大会
• [学会発表] 自発運動によるLactobacillus属の増加に対する食餌の影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 谷村祐子，青井渉，井上亮，水島かつら，内藤裕二
  • 学会等名: 第72回日本体力医学会大会
• [図書] Extreme and Rare Sports: Performance Demands, Drivers, Functional Foods, and Nutrition (2019)
  • 著者名/発表者名: Aoi, W., Naito, Y.
  • 総ページ数: 406
  • 出版者: Taylor & Francis Group
  • ISBN: 1138091448
• [図書] Dairy in human health and disease across the lifespan (2017)
  • 著者名/発表者名: Iwasa, M., Aoi, W.
  • 総ページ数: 490
  • 出版者: Elsevier
  • ISBN: 9780128098684