レジスタンス運動前後の遺伝子プロファイルからトレーニング効果を予測する

• 研究課題/領域番号: 19K11531
• 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: 日本体育大学
• 研究代表者: 菊池 直樹 日本体育大学, 体育学部, 准教授 (10739478)
• 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: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 筋力トレーニング / 遺伝子多型 / 筋力 / 筋肥大 / ゲノムワイド関連解析 / GWAS / ACTN3 / ALDH2 / トレーニング効果 / アスリート / パフォーマンス / MCT1 / CNTFR / 遺伝子発現

研究開始時の研究の概要

本研究課題では筋力トレーニングの効果の個人差についての遺伝特性を明らかにすることを目的として、1)遺伝子多型、2)運動前後の遺伝子発現、さらには3)エピジェネティクスの観点から検討する。初年度には、レジスタンス運動直後の遺伝子プロファイルの検討を行う。次年度以降は、長期的なトレーニング反応を検討し、初年度に行った急性反応との関連性を解析する。さらに、同様のサンプルを用いて、網羅的なエピジェネティクスに関わる解析を行いトレーニング効果との関連性を検討する。

研究成果の概要

本研究は、一般人を対象として、筋力トレーニング効果の個人差に関連する遺伝子多型を、ゲノムワイド関連解析により新規発見することを目的とした。56名の男女を対象として、　週2回、8週間の計16セッションの筋力トレーニングを行った。トレーニング期間の前後に、筋力、筋量および筋機能の測定を行った。本研究によって、等尺性膝伸展筋力、大腿部の筋横断面積および30秒間椅子立ち上がりテストの変化率に関連する遺伝子多型は、GWASによってそれぞれ95、17、27個の新規遺伝子多型が同定された。今後はこれらの多型についてさらなる検討が必要である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、筋力トレーニングの効果に影響する遺伝子多型の検出を目指した。筋力トレーニングによる筋機能や筋量の上昇に対してトレーニング効果の個人差がある。遺伝子多型によってスクリーニングすることによって、個人対応型のトレーニングプログラムが期待できる。さらに、血圧上昇に対するリスクやサプリメント摂取による効果の違いなど、さまざまな個人差を把握することができる。

研究成果

• [国際共同研究] Liverpool John Moores University(英国)
• [国際共同研究] Medical University of Lublin(ポーランド)
• [国際共同研究] Cagliari University,(イタリア)
• [国際共同研究] Medical University of Lublin/Gdansk University(ポーランド)
• [国際共同研究] University of Cagliari(イタリア)
• [国際共同研究] Medical university of Lublin(ポーランド)
• [雑誌論文] Is COL1A1 gene rs1107946 polymorphism associated with sport climbing status and flexibility? (2022)
  • 著者名/発表者名: Mika Saito, Michal Ginszt, Ekaterina A. Semenova, Myosotis Massidda, Kinga Huminska-Lisowska, Monika Michałowska-Sawczyn, Hiroki Homma, Pawel; Cszczyk, Takanobu Okamoto, Andrey K. Larin, Edward V. Generozov, Piotr Majcher, Koichi Nakazato, Ildus I. Ahmetov, and Naoki Kikuchi.
  • 雑誌名: Genes 巻: 13 号: 3 ページ: 403-403
  • DOI: 10.3390/genes13030403
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Genetic profile of sports climbing athletes from three different ethnicities. (2022)
  • 著者名/発表者名: Mika Saito, Michal Ginszt, Ekaterina A. Semenova, Myosotis Massidda, Kinga Huminska-Lisowska, Monika Michałowska-Sawczyn, Hiroki Homma, Pawel; Ciszczyk, Takanobu Okamoto, Andrey K. Larin, Edward V. Generozov, Piotr Majcher, Koichi Nakazato, Ildus I.Ahmetov, Naoki Kikuchi.
  • 雑誌名: Biology of Sport. 巻: 39 号: 4 ページ: 913-919
  • DOI: 10.5114/biolsport.2022.109958
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Effect of online low-intensity exercise training on fitness and cardiovascular parameters. (2022)
  • 著者名/発表者名: Naoki Kikuchi, Yukina Mochizuki, Ayumu Kozuma, Takamichi Inoguchi, Mika Saito, Minoru Deguchi, Hiroki Homma, Madoka Ogawa, Yuto Hashimoto, Koichi Nakazato, Takanobu Okamoto.
  • 雑誌名: International Journal of Sports Medicine 巻: 43 号: 05 ページ: 418-426
  • DOI: 10.1055/a-1582-2874
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genes and weightlifting performance (2021)
  • 著者名/発表者名: Naoki Kikuchi, Ethan Moreland, Hiroki Homma, Ekaterina A. Semenova, Mika Saito, Andrey K. Larin, Naoyuki Kobatake, Rinat A. Yusupov, Takanobu Okamoto, Koichi Nakazato, Alun G. Williams, Edward V. Generozov, Ildus I. Ahmetov.
  • 雑誌名: Genes 巻: 13 号: 1 ページ: 25-25
  • DOI: 10.3390/genes13010025
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Association between MCT1 T1470A polymorphism and climbing status in Polish and Japanese climbers (2021)
  • 著者名/発表者名: Saito Mika、Ginszt Michal、Massidda Myosotis、Cieszczyk Pawel、Okamoto Takanobu、Majcher Piotr、Nakazato Koichi、Kikuchi Naoki
  • 雑誌名: Biology of Sport 巻: 38 号: 2 ページ: 229-234
  • DOI: 10.5114/biolsport.2020.98624
  • NAID: 120007191101
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Association between the ACE I/D polymorphism and muscle injuries in Italian and Japanese elite football players (2020)
  • 著者名/発表者名: Massidda Myosotis、Miyamoto-Mikami Eri、Kumagai Hiroshi、Ikeda Hayato、Shimasaki Yu、Yoshimura Masafumi、Cugia Paolo、Piras Francesco、Scorcu Marco、Kikuchi Naoki、Cal? Carla Maria、Fuku Noriyuki
  • 雑誌名: Journal of Sports Sciences 巻: 38 号: 21 ページ: 2423-2429
  • DOI: 10.1080/02640414.2020.1787683
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Ciliary Neurotrophic Factor Receptor rs41274853 Polymorphism Is Associated With Weightlifting Performance in Japanese Weightlifters (2020)
  • 著者名/発表者名: Homma Hiroki、Kobatake Naoyuki、Sekimoto Yusuke、Saito Mika、Mochizuki Yukina、Okamoto Takanobu、Nakazato Koichi、Nishiyama Tetsunari、Kikuchi Naoki
  • 雑誌名: Journal of Strength and Conditioning Research 巻: 34 号: 11 ページ: 3037-3041
  • DOI: 10.1519/jsc.0000000000003750
  • NAID: 120007096948
  • 査読あり
• [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] 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] 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] クライミング競技者における競技パフォーマンスとACE遺伝子I/D多型との関連性 (2021)
  • 著者名/発表者名: 齋藤未花、本間洋樹、望月佑季奈、岡本孝信、中里浩一、菊池直樹.
  • 学会等名: 第28回日本運動生理学会
• [学会発表] ウエイトリフティング選手の競技実績とMCT1遺伝子T1470A多型との関連性. (2021)
  • 著者名/発表者名: 本間洋樹、小畑直之、齋藤未花、望月佑季奈、岡本孝信、中里浩一、菊池直樹
  • 学会等名: 第28回日本運動生理学会
• [学会発表] 握力および30秒間椅子立ち上がりテストとMCT1遺伝子T1470A多型との関連性 世田谷-青葉研究 (2020)
  • 著者名/発表者名: 齋藤未花、本間洋樹、望月佑季奈 、上妻歩夢、矢部まどか、岡本孝信、中里浩一、菊池直樹
  • 学会等名: 第75回日本体力医学会
• [学会発表] ウエイトリフティングパフォーマンスとCNTFR遺伝子rs41274853多型およびACTN3遺伝子R577X多型の関連性. (2020)
  • 著者名/発表者名: 本間洋樹、小畑直之、齋藤未花、望月佑季奈、岡本孝信、中里浩一、西山哲成、菊池直樹
  • 学会等名: 第75回日本体力医学会
• [学会発表] The Association Between Mct1 T1470a And Ace I/d Polymorphisms And Athletic Status In Climbing Athletes (2019)
  • 著者名/発表者名: Mika Saito, Jou Takahira, Sakura Daiku, Souichiro Miyauchi,Naoki Kikuchi
  • 学会等名: 66th ACSM annual meeting.
  • 国際学会
• [備考] KIKULAB S&C Research Team
  • URL: https://kikulab-nssu.com
• [備考] KIKULAB S&C Research Team ホームページ
  • URL: https://kikulab-nssu.com
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