筋線維組成を規定する遺伝子多型は生活習慣病発症を予測するバイオマーカーとなるか

• 研究課題/領域番号: 18K11057
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分59040:栄養学および健康科学関連
• 研究機関: 順天堂大学
• 研究代表者: 後藤 佐多良 順天堂大学, スポーツ健康科学研究科, 客員教授 (10012650)
• 研究分担者: 熊谷 仁 順天堂大学, スポーツ健康科学部, 特任助教 (00794819) ; 福 典之 順天堂大学, スポーツ健康科学部, 先任准教授 (40392526) ; 宮本 恵里 順天堂大学, スポーツ健康科学研究科, 助教 (00793390)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 筋線維組成 / 遺伝子多型 / 生活習慣病 / 高血圧 / ACTN3 R577X / ACE I/D / 元アスリート / アスリート / 競技種目 / 運動様式 / バイオマーカー

研究成果の概要

本研究では、骨格筋の速筋線維や遅筋線維の割合を規定する遺伝子多型を明らかにし、それらの遺伝子多型が将来の生活習慣病リスクとなるか否かについて検討を行った。日本人男性において、ACTN3 R577X多型およびACE I/D多型が骨格筋の筋線維組成に関連することを明らかにした。さらに、これら2つの遺伝子多型の組み合わせが、将来の高血圧発症リスクに影響を及ぼすことを明らかにした。これらの研究成果から、ACTN3 R577X多型およびACE I/D多型は骨格筋の筋線維組成に関連し、将来の高血圧リスクを反映する可能性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

骨格筋の筋線維組成は、大きく「速筋線維」と「遅筋線維」に分類される。速筋線維優位のアスリートは大きな力を瞬間的に発揮する能力に優れるが、代謝性疾患や高血圧のリスクが高い可能性がある。一方、遅筋線維優位のアスリートは小さい力を長時間発揮する能力に優れ、代謝性疾患および高血圧のリスクが低いと考えられている。本研究は、ヒトが生まれながらに有する遺伝子型が筋線維組成に関連することを明らかにし、さらにこれらの遺伝子型が高血圧の発症リスクに関連することを明らかにした。これらの研究成果は、遺伝子型に基づいたアスリートの適正種目の選択や、臨床現場における個別化医療の実現に寄与する可能性を有すると考えられる。

研究成果

• [国際共同研究] Liverpool John Moores University(英国)
• [国際共同研究] Kazan State Medical University/Ural State University/South Ural State Medical University(ロシア連邦)
• [国際共同研究] University of Southern California(米国)
• [国際共同研究] The University of Auckland(ニュージーランド)
• [雑誌論文] Regular aerobic exercise improves sexual function assessed by the Aging Males’ Symptoms questionnaire in adult men (2020)
  • 著者名/発表者名: Kumagai Hiroshi、Myoenzono Kanae、Yoshikawa Toru、Tsujimoto Takehiko、Shimomura Kosei、Maeda Seiji
  • 雑誌名: The Aging Male 巻: 12 号: 5 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1080/13685538.2020.1724940
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Increased expression of the mitochondrial derived peptide, MOTS-c, in skeletal muscle of healthy aging men is associated with myofiber composition (2020)
  • 著者名/発表者名: D’Souza Randall F.、Woodhead Jonathan S. T.、Hedges Christopher P.、Zeng Nina、Wan Junxiang、Kumagai Hiroshi、Lee Changhan、Cohen Pinchas、Cameron-Smith David、Mitchell Cameron J.、Merry Troy L.
  • 雑誌名: Aging 巻: 12 号: 6 ページ: 5244-5258
  • DOI: 10.18632/aging.102944
  • 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] Incremental short maximal exercise increases urinary liver‐type fatty acid‐binding protein in adults without CKD (2020)
  • 著者名/発表者名: Kosaki Keisei、Kamijo‐Ikemori Atsuko、Sugaya Takeshi、Kumamoto Shota、Tanahashi Koichiro、Kumagai Hiroshi、Kimura Kenjiro、Shibagaki Yugo、Maeda Seiji
  • 雑誌名: Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports 巻: 30 号: 4 ページ: 709-715
  • DOI: 10.1111/sms.13618
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deterioration of sexual function is associated with central hemodynamics in adult Japanese men (2019)
  • 著者名/発表者名: Kumagai Hiroshi、Yoshikawa Toru、Kosaki Keisei、Myoenzono Kanae、Maeda Seiji
  • 雑誌名: Hypertension Research 巻: 43 号: 1 ページ: 36-44
  • DOI: 10.1038/s41440-019-0336-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of sleep efficiency on salivary metabolite profile and cognitive function during exercise in volleyball athletes. (2019)
  • 著者名/発表者名: Akazawa Nobuhiko, Kobayashi Naoko, Nakamura Yuki, Kumagai Hiroshi, Choi Youngju, Maeda Seiji.
  • 雑誌名: European Journal of Applied Physiology 巻: 119 号: 10 ページ: 2215-2223
  • DOI: 10.1007/s00421-019-04205-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of High Physical Fitness in Deterioration of Male Sexual Function in Japanese Adult Men. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kumagai H, Yoshikawa T, Myoenzono K, Kosaki K, Akazawa N, Tanahashi K, Tagawa K, Zempo-Miyaki A, Maeda S.
  • 雑誌名: American Journal of Men's Health 巻: 13 号: 3 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1177/1557988319849171
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] MOTS-c inhibits myostatin expression via PTEN-AKT-FOXO1 signaling pathway (2020)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kumagai, Ana Raquel Coelho, Junxiang Wan, Amy Huang, Hemal H. Mehta, Kelvin Yen, Paulo J. Oliveira, Pinchas Cohen, Su-Jeong Kim
  • 学会等名: DORI’s 2020 Symposium
  • 国際学会
• [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
• [学会発表] 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 (2019)
  • 著者名/発表者名: 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-
  • 学会等名: 第74回日本体力医学会
• [学会発表] Mitochondrial-DNA-m.1382-A>C polymorphism in the MOTS-c is associated with visceral fat area and blood pressure in Japanese men. (2019)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kumagai, Su-Jeong Kim, Seiji Maeda, Noriyuki Fuku, Pinchas Cohen
  • 学会等名: American Aging Association 48th Annual Meeting
  • 国際学会
• [学会発表] 有酸素トレーニングが老齢マウス脳内のインスリン分解酵素のS-ニトロソ化に及ぼす影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 張碩文、篠崎昇平、柳井修一、松本（重永）綾子、中本英子、小林裕幸、金木正夫、遠藤昌吾、後藤佐多良、内藤久士
  • 学会等名: 第74回日本体力医学会
• [学会発表] Biological mechanisms of aging and intervention: Later life dietary restriction and regular exercise (2019)
  • 著者名/発表者名: Sataro Goto
  • 学会等名: The 11th Asia/Oceania Congress of International Association of Gerontology and Geriatrics
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 性ホルモン関連遺伝子多型と骨格筋ミオシン重鎖アイソフォームとの関連 (2018)
  • 著者名/発表者名: 熊谷仁, 飛奈卓郎, 関根紀子, 柿木亮, 都築孝允, 塩瀬圭佑, 小林裕幸, 清永明, 田中宏暁, 内藤久士, 福典之
  • 学会等名: 第73回日本体力医学会
• [学会発表] Does sport discipline at a young age influence the incidence of hypertension? -J-Fit+ study- (2018)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kumagai, Yuki Someya, Masaki Yoshioka, Eri Miyamoto-Mikami, Youngju Choi, Yoshimitsu Kohmura, Koya Suzuki, Shuichi Machida, Hisashi Naito, Seiji Maeda, Noriyuki Fuku.
  • 学会等名: The 9th Federation of Asian and Oceanian Physiological Societies Congress