スポーツ傷害における遺伝的背景の解明ー性ホルモン関連遺伝子群に着目した検討ー

• 研究課題/領域番号: 18K17863
• 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: 順天堂大学
• 研究代表者: 熊谷 仁 順天堂大学, スポーツ健康科学部, 特任助教 (00794819)
• 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: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 遺伝子多型 / ケガ / アスリート / 肉離れ / 疲労骨折 / エストロゲン受容体 / アロマターゼ / 女性ホルモン / 傷害 / 血中エストラジオール濃度 / エストロゲン / スポーツ傷害 / 性ホルモン / 性差

研究成果の概要

本研究ではアスリートの遺伝的な傷害リスクを明らかにすることを目的とした。エストロゲン受容体αをコードするESR1遺伝子上に存在するESR1 T/C多型（rs2234693）のCアレルを有する者では、肉離れなどの筋損傷の受傷率が有意に低かった。また、エストロゲンの合成酵素であるアロマターゼをコードするCYP19A1遺伝子上に存在するCYP19A1 C/T多型（rs936306）のTアレルを有する者では、疲労骨折の受傷率が有意に低かった。これらの検討結果から、エストロゲンの作用に関連するESR1遺伝子多型およびCYP19A1遺伝子多型が、アスリートの傷害リスクに関連する可能性が示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

アスリートにおいて、ケガが競技成績に悪影響を及ぼすことは明白であることから、ケガの発生を未然に防ぐ必要がある。ケガのリスクは、年齢、性、遺伝といった内的要因とトレーニング、疲労回復、食事といった外的要因により規定される。これまでに、外的要因に関する研究は数多く行われているが、内的要因に関する研究はほとんど実施されていなかった。本研究では、女性ホルモンであるエストロゲンの作用に関連する遺伝子多型が肉離れなどの筋のケガや疲労骨折などの骨のケガ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傷害リスクの把握や傷害予防プログラムの構築に寄与すると考えられる。

研究成果

• [国際共同研究] University of Southern California(米国)
• [国際共同研究] University of Auckland(ニュージーランド)
• [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)
• [国際共同研究] University of Cagliari/Italian Sports Medicine Federation(イタリア)
• [雑誌論文] MOTS-c reduces myostatin and muscle atrophy signaling (2021)
  • 著者名/発表者名: Kumagai Hiroshi、Coelho Ana Raquel、Wan Junxiang、Mehta Hemal H.、Yen Kelvin、Huang Amy、Zempo Hirofumi、Fuku Noriyuki、Maeda Seiji、Oliveira Paulo J.、Cohen Pinchas、Kim Su-Jeong
  • 雑誌名: American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism 巻: 320 号: 4 ページ: E680-E690
  • DOI: 10.1152/ajpendo.00275.2020
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Relationship between serum testosterone concentration and microvascular endothelial function in Japanese men (2021)
  • 著者名/発表者名: Kumagai Hiroshi, Zempo-Miyaki Asako, Yoshikawa, Toru, Myoenzono Kanae, Tanahashi Koichiro, Akazawa Nobuhiko, Maeda Seiji
  • 雑誌名: Journal of Men’s Health 巻: -
  • DOI: 10.31083/jomh.2021.013
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Female Athletes Genetically Susceptible to Fatigue Fracture Are Resistant to Muscle Injury (2021)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto-Mikami E, Kumagai H, Tanisawa K, Taga Y, Hirata K, Kikuchi N, Kamiya N, Kawakami R, Midorikawa T, Kawamura T, Kakigi R, Natsume T, Zempo H, Suzuki K, Kohmura Y, Mizuno K, Torii S, Sakamoto S, Oka K, Higuchi M, Naito H, Miyamoto N, Fuku N
  • 雑誌名: Medicine & Science in Sports & Exercise 巻: Publish Ahead of Print 号: 9 ページ: 0-0
  • DOI: 10.1249/mss.0000000000002658
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The impact of aerobic fitness on arterial stiffness and adrenal cortex hormones in middle-aged and older adults (2020)
  • 著者名/発表者名: Akazawa Nobuhiko、Tanahashi Koichiro、Kosaki Keisei、Kumagai Hiroshi、Oikawa Satoshi、Hamasaki Ai、Maeda Seiji
  • 雑誌名: Endocrine Journal 巻: 67 号: 12 ページ: 1199-1205
  • DOI: 10.1507/endocrj.EJ20-0211
  • NAID: 130007962225
  • ISSN: 0918-8959, 1348-4540
  • 査読あり / オープンアクセス
• [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] Mitochondrial-derived peptides in energy metabolism (2020)
  • 著者名/発表者名: Merry Troy L.、Chan Alex、Woodhead Jonathan S. T.、Reynolds Joseph C.、Kumagai Hiroshi、Kim Su-Jeong、Lee Changhan
  • 雑誌名: American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism 巻: 319 号: 4 ページ: E659-E666
  • DOI: 10.1152/ajpendo.00249.2020
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] eQTL variants in COL22A1 are associated with muscle injury in athletes (2020)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto-Mikami Eri、Kumagai Hiroshi、Kikuchi Naoki、Kamiya Nobuhiro、Miyamoto Naokazu、Fuku Noriyuki
  • 雑誌名: Physiological Genomics 巻: 52 号: 12 ページ: 588-589
  • DOI: 10.1152/physiolgenomics.00115.2020
  • 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] 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] 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] 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] 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
• [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] 成人男性における有酸素性運動トレーニングはAMSスコアを改善する (2019)
  • 著者名/発表者名: 熊谷仁、妙圓園香苗、吉川 徹、前田清司
  • 学会等名: 第19回日本メンズヘルス医学会
• [学会発表] 運動とテストステロン (2019)
  • 著者名/発表者名: 前田清司、熊谷仁
  • 学会等名: 第19回日本メンズヘルス医学会
  • 招待講演
• [学会発表] エストロゲン関連遺伝子多型はウルトラマラソンによる筋損傷に関連する (2018)
  • 著者名/発表者名: 熊谷仁, 宮本（三上）恵里, 徳留信寛, 福典之
  • 学会等名: 第26回日本運動生理学会
• [学会発表] ESR1 rs2234693 polymorphism and sports-related muscle injuries: a case-control association and physiologically functional studies in Japanese population. (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
  • 学会等名: 23th annual congress of the European College of Sport Science
  • 国際学会
• [学会発表] ACE I/D polymorphism and muscle injuries in Italian and Japanese elite football players (2018)
  • 著者名/発表者名: Myosotis Massidda, Eri Miyamoto-Mikami, Hiroshi Kumagai, Carla Maria Cal, Paolo Cugia, Naoki Kikuchi, Marco Scorcu, Noriyuki Fuku
  • 学会等名: 35th FIMS World Congress of Sports Medicine
  • 国際学会