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低強度運動で高まるストレス適応と海馬グルタミン酸代謝の関与

研究課題

研究課題/領域番号 18K17790
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分59020:スポーツ科学関連
研究機関筑波大学

研究代表者

岡本 正洋  筑波大学, 体育系, 助教 (30726617)

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 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2018年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード低強度運動 / 海馬 / グルタミン酸 / アルツハイマー病 / ストレス / 神経新生 / 認知機能
研究成果の概要

アルツハイマー病モデル動物(5XFAD)を用い、グルタミン酸代謝の異常が、アミロイドβの蓄積や認知機能低下の原因であるという仮説を検証した。実験では、グルタミン酸トランスポーターを活性化し、アストロサイトへのグルタミン酸の取り込みを促進するリルゾールの効果を検証した。その結果、リルゾールの長期間投与により、5XFADマウスに見られるアミロイドβ42の蓄積や認知機能の低下を抑制・改善することが明らかになった。また、RNA-Seqによる遺伝子発現の網羅的解析の結果、アルツハイマー病に伴う海馬における遺伝子発現の異常、特にミクログリアの関連遺伝子の発現を改善していることが分かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果はアルツハイマー病に伴うアミロイドβの蓄積や認知機能の低下は、細胞外に過剰に放出されたグルタミン酸が要因であり、海馬のグルタミン代謝の恒常性を保つことが、海馬をストレスに伴う疾患から守る上で重要であることを示唆するものである。一過性の低強度運動により海馬のグルタミン酸濃度が上昇する傾向を示しており、習慣的な運動による適度なグルタミン酸放出の繰り返しが、グルタミン酸の恒常性(放出されたグルタミン酸の取り込み・除去など)を強化し、ストレス適応力を高めていることが想定される。これらの知見は、運動がストレスに打ち克つための脳を育む分子機構を解明する糸口となることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 5件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Riluzole reduces amyloid beta pathology, improves memory, and restores gene expression changes in a transgenic mouse model of early-onset Alzheimer’s disease2018

    • 著者名/発表者名
      Okamoto Masahiro、Gray Jason D.、Larson Chloe S.、Kazim Syed Faraz、Soya Hideaki、McEwen Bruce S.、Pereira Ana C.
    • 雑誌名

      Translational Psychiatry

      巻: 8 号: 1 ページ: 153-153

    • DOI

      10.1038/s41398-018-0201-z

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Influence of X-ray irradiation on mild exercise-induced adult hippocampal neurogenesis2020

    • 著者名/発表者名
      Okamoto, M. Koizumi, H. Inoue, K. Soya, H
    • 学会等名
      ARIHHPヒューマンハイパフォーマンスフォーラム2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Neural activation of hippocampal subregions following different intensity treadmill running.2020

    • 著者名/発表者名
      Hiraga, T. Okamoto, M. Kuwamizu, R. Hata,T. Soya, H
    • 学会等名
      ARIHHPヒューマンハイパフォーマンスフォーラム2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of post-learning mild exercise on memory consolidation: a study using object location test.2020

    • 著者名/発表者名
      Inoue K. Okamoto, M. Soya, H
    • 学会等名
      ARIHHPヒューマンハイパフォーマンスフォーラム2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Running exercise-induced stress response is cooperatively regulated by hypothalamus AVP and CRH: anatomical and pharmacological approaches.2019

    • 著者名/発表者名
      Takahashim K. Shima, T. Yook, J. Soya, M. Koizumi, H. Yakushiji, M. Okamoto, M. Soya, H
    • 学会等名
      The 1st International Sport Neuroscience Conference 2019.
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The establishment of the rat model for investigating the roles of exercise-increased blood BDNF2019

    • 著者名/発表者名
      Yamashita, M. Liu, YF. Okamoto, M. Soya, H
    • 学会等名
      The 1st International Sport Neuroscience Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 低強度運動によるメスの海馬神経新生促進効果 :アンドロゲン受容体を介した二つの可能性2019

    • 著者名/発表者名
      岡本正洋,Bruce S. McEwen,Teresa A. Milner,征矢 英昭
    • 学会等名
      第74回日本体力医学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 低強度運動で高まる雌の海馬神経新生におけるアンドロゲン受容体の役割2019

    • 著者名/発表者名
      岡本正洋,島孟,劉宇帆,Teresa A. Milner,Bruce S. McEwen,征矢 英昭
    • 学会等名
      第42回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Role of hippocampal neurogenesis in mild exercise effects:Establishment of neurogenesis ablation by X-ray irradiation2019

    • 著者名/発表者名
      Okamoto M, Nozumi H, Yook JS, Soya H.
    • 学会等名
      ARIHHP Human High Performance International Forum
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Animal exercise model for sport neuroscience2018

    • 著者名/発表者名
      Okamoto M
    • 学会等名
      Promotion of East Asian Sports Sciences Focusing on Body Work Study
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 低強度運動はストレスに対する海馬腹側部の遺伝子発現応答を高める2018

    • 著者名/発表者名
      岡本正洋、McEwen BS、Milner TA、征矢英昭
    • 学会等名
      第73回日本体力医学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Mild exercise enhances adult hippocampal neurogenesis: A crucial role of local androgen synthesis in male and female2018

    • 著者名/発表者名
      Okamoto M, McEwen BS, Milner TA, Soya H
    • 学会等名
      第2回NIPS-ARIHHP共同ワークショップ ヒューマン・ハイ・パフォーマンスの実現を目指した次世代健康スポーツ科学と神経科学の融合・統合
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Evidence of Hypothalamic Regulation by AVP and CRH on Running-Induced Stress Response.2018

    • 著者名/発表者名
      Takahashi K, Shima T, Yook J, Soya M, Koizumi H, Okamoto M, Jesmin S, Soya H.
    • 学会等名
      American College of Sports Medicine 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 筑波大学 運動生化学研究室

    • URL

      http://soyalab.taiiku.tsukuba.ac.jp

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 筑波大学 体育系 ARIHHP

    • URL

      https://www.arihhp.taiiku.tsukuba.ac.jp

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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