スポーツ傷害（靱帯損傷・筋損傷・疲労骨折）を規定する機能的遺伝子多型の解明

• 研究課題/領域番号: 18H03155
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分59020:スポーツ科学関連
• 研究機関: 順天堂大学
• 研究代表者: 福 典之 順天堂大学, スポーツ健康科学部, 先任准教授 (40392526)
• 研究分担者: 宮地 元彦 早稲田大学, スポーツ科学学術院, 教授 (60229870) ; 膳法 浩史 東京聖栄大学, 公私立大学の部局等, 講師 (90749285)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2022-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円); 2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2020年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2019年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2018年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
• キーワード: スポーツ傷害 / 遺伝子多型 / 疲労骨折 / 靱帯損傷 / 筋損傷 / ゲノムワイド関連解析 / 遺伝率 / アスリート

研究成果の概要

スポーツ外傷・障害は、過度なトレーニングや栄養不足といった環境要因に加えて、遺伝要因の影響を受けて発生する。そこで本研究では、全ゲノム関連解析により、スポーツ外傷・障害の代表例である靱帯損傷・筋損傷・疲労骨折に関連する遺伝要因の同定を試みた。その結果、疲労骨折で797種、筋損傷において219、ならびに靱帯損傷で144種の多型を同定した。関連する多型が最も多かった疲労骨折について検討すると、同定された遺伝子多型の中で、最も強く関連性が認められた遺伝子多型（P＜5.3×10-8）は、13番染色体上のnon-coding領域であった。今後は、これらの遺伝子の機能についてさらに検討する必要がある。

研究成果の学術的意義や社会的意義

「競技力」は、「基礎体力」と「トレーニングで獲得した能力」の総和であり、スポーツ外傷・障害などによるトレーニングからの離脱は競技力に対して負に影響するだけでなく、時として選手生命さえも脅かすことがある。このような背景から、スポーツによる傷害や疾病におよぼす遺伝子多型の解明の重要性が指摘されている。なぜなら、スポーツ傷害・疾病を規定する遺伝子多型の解明は、アスリートにおける競技力の最大化やトレーニング効果の適正化を図れる可能性がある。つまり、遺伝要因を加味した総合的観点からスポーツ外傷・障害予防法を開発し、それを現場において活用することでスポーツ傷害の発生抑制に貢献できる可能性がある。

研究成果

• [国際共同研究] Lund University(スウェーデン)
• [国際共同研究] Kazan State Medical University(ロシア連邦)
• [雑誌論文] Genetic polymorphisms related to muscular strength and flexibility are associated with artistic gymnastic performance. (2023)
  • 著者名/発表者名: .Hiroshi Kumagai, Tomoko Kaneko, Yuko Shintake, Eri Miyamoto-Mikami, Hiroyuki Tomita, Makoto Fukuo, Wataru Kawai, Mutsumi Harada, Naoki Kikuchi, Nobuhiro Kamiya, Kosuke Hirata, Hirofumi Zempo, Seiji Maeda, Naokazu Miyamoto, Noriyuki Fuku.
  • 雑誌名: European Journal of Sports Science 巻: - 号: 6 ページ: 955-963
  • DOI: 10.1080/17461391.2022.2078741
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Genetic polymorphisms in <i>CYP19A1</i> and <i>ESR1</i> are associated with serum CK activity after prolonged running in men (2022)
  • 著者名/発表者名: Kumagai Hiroshi、Miyamoto-Mikami Eri、Takaragawa Mizuki、Kuriki Kiyonori、Goto Chiho、Shibata Kiyoshi、Yamada Norihiro、Hosono Akihiro、Fuku Mizuho、Suzuki Sadao、Fuku Noriyuki
  • 雑誌名: Journal of Applied Physiology 巻: 132 号: 4 ページ: 966-973
  • DOI: 10.1152/japplphysiol.00374.2021
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Genetic variations associated with non‐contact muscle injuries in sport: A systematic review (2021)
  • 著者名/発表者名: Lim Tifanny、Santiago Catalina、Pareja‐Galeano Helios、Iturriaga Tamara、Sosa‐Pedreschi Alicia、Fuku Noriyuki、P?rez‐Ruiz Margarita、Yvert Thomas
  • 雑誌名: Scandinavian Journal of Medicine &amp; Science in Sports 巻: 31 号: 11 ページ: 2014-2032
  • DOI: 10.1111/sms.14020
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Genetic variants within the <i>COL5A1</i> gene are associated with ligament injuries in physically active populations from Australia, South Africa, and Japan (2021)
  • 著者名/発表者名: Alvarez-Romero Javier、Laguette Mary-Jessica N.、Seale Kirsten、Jacques Macsue、Voisin Sarah、Hiam Danielle、Feller Julian A.、Tirosh Oren、Miyamoto-Mikami Eri、Kumagai Hiroshi、Kikuchi Naoki、Kamiya Nobuhiro、Fuku Noriyuki、Collins Malcolm、September Alison V.、Eynon Nir
  • 雑誌名: European Journal of Sport Science 巻: N/A 号: 2 ページ: 284-293
  • DOI: 10.1080/17461391.2021.2011426
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A rs936306 C/T Polymorphism in the CYP19A1 Is Associated With Stress Fractures (2020)
  • 著者名/発表者名: Kumagai Hiroshi、Miyamoto-Mikami Eri、Kikuchi Naoki、Kamiya Nobuhiro、Zempo Hirofumi、Fuku Noriyuki
  • 雑誌名: Journal of Strength and Conditioning Research 巻: - 号: 8 ページ: 2322-2325
  • DOI: 10.1519/jsc.0000000000003825
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Secular trends in the grip strength and body mass index of sport university students between 1973 and 2016 (2020)
  • 著者名/発表者名: Kidokoro T, Kohmura Y, Fuku N, Someya Y, Suzuki K.
  • 雑誌名: J Exerc Sci Fit 巻: 18 号: 1 ページ: 21-30
  • DOI: 10.1016/j.jesf.2019.08.002
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The association of HFE gene H63D polymorphism with endurance athlete status and aerobic capacity: novel findings and a meta-analysis (2020)
  • 著者名/発表者名: Semenova EA, Miyamoto-Mikami E, Akimov EB, Al-Khelaifi F, Murakami H, Zempo H, Kostryukova ES, Kulemin NA, Larin AK, Borisov OV, Miyachi M, Popov DV, Boulygina EA, Takaragawa M, Kumagai H, Naito H, Pushkarev VP, Dyatlov DA, Lekontsev EV, Pushkareva YE, Andryushchenko LB, Elrayess MA, Generozov EV, Fuku N, Ahmetov II
  • 雑誌名: European Journal of Applied Physiology 巻: 120 号: 3 ページ: 665-673
  • DOI: 10.1007/s00421-020-04306-8
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] COL5A1 rs12722 polymorphism is not associated with passive muscle stiffness and sports-related muscle injury in Japanese athletes. (2019)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto-Mikami E, Miyamoto N, Kumagai H, Hirata K, Kikuchi N, Zempo H, Kimura N, Kamiya N, Kanehisa H, Naito H, Fuku N.
  • 雑誌名: BMC Medical Genetics. 巻: 20 号: 1 ページ: 192-192
  • DOI: 10.1186/s12881-019-0928-2
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Role of genetic polymorphisms in determining muscle fiber type composition in Japanese men and women. (2018)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kumagai, Takuro Tobina, Noriko Ichinoseki-Sekine, Ryo Kakigi, Takamasa Tsuzuki, Hirofumi Zempo, Keisuke Shiose, Eiichi Yoshimura, Hideaki Kumahara, Makoto Ayabe, Yasuki Higaki, Ryo Yamada, Hiroyuki Kobayashi, Akira Kiyonaga, Hisashi Naito, Hiroaki Tanaka, Noriyuki Fuku.
  • 雑誌名: Journal of Applied Physiology 巻: in press 号: 3 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1152/japplphysiol.00953.2017
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] AGTR2 and sprint/power performance: a case-control replicationstudy for rs11091046 polymorphism in two ethnicities (2018)
  • 著者名/発表者名: Yvert TP、Zempo H、Gabdrakhmanova LJ、Kikuchi N、Miyamoto-Mikami E、Murakami H、Naito H、Miyachi M、Fuku N et al.
  • 雑誌名: Biology of Sport 巻: - 号: 2 ページ: 105-109
  • DOI: 10.5114/biolsport.2018.71599
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] ESR1 rs2234693 Polymorphism Is Associated with Muscle Injury and Muscle Stiffness (2018)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kumagai、Eri Miyamoto-Mikami、Kosuke Hirata、Naoki Kikuchi、Nobuhiro Kamiya、Seigo Hoshikawa、Hirofumi Zempo、Hisashi Naito、Naokazu Miyamoto、Noriyuki Fuku
  • 雑誌名: Medicine & Science in Sports & Exercise 巻: 1 号: 1 ページ: 19-26
  • DOI: 10.1249/mss.0000000000001750
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] The opposite associations of rs1107946 polymorphism in the COL1A1 with fatigue-fracture and muscle injury in Japanese athletes (2019)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto-Mikami E, Kumagai H, Kikuchi N, Kamiya N, Kohmura Y, Suzuki K, Naito H, Miyamoto N, Fuku N
  • 学会等名: 24th Annual Congress of the European College of Sport Science
  • 国際学会
• [学会発表] The association of ACTN3 R577X polymorphism with elite Japanese athlete status by various sport events (2019)
  • 著者名/発表者名: Nobuhiko Akazawa, Nao Ohiwa, Noriyuki Fuku, Hiroshi Kumagai, Kazuhiro Shimizu, Yasuhiro Suzuki
  • 学会等名: 24th Annual Congress of the European College of Sport Science
  • 国際学会
• [学会発表] 筋線維組成関連遺伝子多型が高血圧発症におよぼす影響の検討-J-Fit+ study- (2019)
  • 著者名/発表者名: 宮本（三上）恵里, 染谷由希, 熊谷仁, 河村剛光, 鈴木宏哉, 内藤久士, 福典之
  • 学会等名: 第74回日本体力医学会大会
• [学会発表] アスリートの競技特性が将来の高血圧発症に及ぼす影響-J-Fit+ study- (2019)
  • 著者名/発表者名: 熊谷仁, 染谷由希, 吉岡将輝, 宮本恵里, 崔英珠, 寶川美月, 中村美幸, 河村剛光, 鈴木宏哉, 町田修一, 内藤久士, 前田清司, 福典之
  • 学会等名: 第74回日本体力医学会大会
• [学会発表] A Pro-Diabetogenic mtDNA Polymorphism in the Mitochondrial-Derived Peptide, MOTS-c (2019)
  • 著者名/発表者名: Hirofumi Zempo, Su-Jeong Kim, Noriyuki Fuku et al.
  • 学会等名: Keystone Symposia - New Insight into the Biology of Exercise
  • 国際学会
• [学会発表] スポーツパフォーマンスに関連する遺伝子多型と生活習慣病との関連 (2019)
  • 著者名/発表者名: 福典之
  • 学会等名: 第90回日本衛生学会学術総会
  • 招待講演
• [学会・シンポジウム開催] 24th Annual Congress of the European College of Sport Science (2019)