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新規核酸バイオマーカー cfDNAのオーダーメイド運動処方への応用

研究課題

研究課題/領域番号 19K11434
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59020:スポーツ科学関連
研究機関筑波大学

研究代表者

川上 康  筑波大学, 医学医療系, 教授 (70234028)

研究分担者 前田 清司  早稲田大学, スポーツ科学学術院, 教授 (30282346)
竹越 一博  筑波大学, 医学医療系, 教授 (40261804)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードcfDNA / 運動のバイオマーカー / NGS / ”Liquid biopsy” / 運動 / 運動マーカー
研究開始時の研究の概要

最近、血中cfDNA (cell-free circulating DNA)の濃度が新しい運動マーカーとして注目されている。すなわち、血中cfDNA濃度は Ⅰ)運動開始と中止に速やかに反応する。Ⅱ)運動量と濃度が比例する。Ⅲ)運動に伴う炎症、疲労・ストレス、筋損傷のすべてのファクターを単独で検出できる。一方で、血中cfDNAの絶対値を定量したのみでは、包括的な鋭敏な運動マーカーとしては有用であるが、個々の運動やコンデションに対する特異度には欠けることになる。申請者らはこの欠点をNGS (Next Generation Sequencer: 次世代シーケンサー)を用いた解析によるcfDNA自体のシークエンス情報や遺伝子発現の変化の情報を加味することで克服することを考えた。

研究成果の概要

近年、海外の先行研究により、血中cfDNAが、健康な人を対象とした様々な運動直後で一過性の増加を示すことが多数報告された。血中cfDNA濃度は Ⅰ)運動開始と中止に速やかに反応する、Ⅱ)運動量と濃度が比例する、Ⅲ)運動に伴う炎症、疲労・ストレス、筋損傷のすべてのファクターを単独で検出できる、という3つの特徴があり、日常的に測定するのが難しい運動による消費エネルギーを簡便に評価する指標になる可能性が示唆されていた。最近、研究代表者らは独自にⅣ)尿中cfDNA測定も、血中cfDNA測定とほぼ同様の動態を運動負荷に対して示すことをしめした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

「運動効果の客観的評価」の困難さ、および今後の運動処方・計画のオーダーメイド化の必要性と有用性:従来から多数の運動マーカーは、それぞれ一長一短があり一般化していない。従って、運動処方・計画は依然としてアスリートの自己申告と経験とカン頼みの部分が多かった。不適切に過剰な運動は、効用を超えて有害な作用を引き起こし運動はいわば両刃の剣である。「運動の見える化」により、運動によって体内で起きる変化と効果を客観的なパラメーターとして捉えることが出来れば、目的に応じて運動の種目や時間・強度を変え、運動処方のオーダーメイド化が可能となる。結果的に安全・効率的に目的に応じた運動効果を確実に獲得できる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件)

  • [雑誌論文] Dynamics of Specific cfDNA Fragments in the Plasma of Full Marathon Participants2021

    • 著者名/発表者名
      Sugasawa Takehito、Fujita Shin-ichiro、Kuji Tomoaki、Ishibashi Noriyo、Tamai Kenshirou、Kawakami Yasushi、Takekoshi Kazuhiro
    • 雑誌名

      Genes

      巻: 12 号: 5 ページ: 676-676

    • DOI

      10.3390/genes12050676

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Pilot Study of miRNA Expression Profile as a Liquid Biopsy for Full-Marathon Participants2021

    • 著者名/発表者名
      Kuji Tomoaki、Sugasawa Takehito、Fujita Shin-ichiro、Ono Seiko、Kawakami Yasushi、Takekoshi Kazuhiro
    • 雑誌名

      Sports

      巻: 9 号: 10 ページ: 134-134

    • DOI

      10.3390/sports9100134

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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