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腸内環境と骨格筋代謝のコミュニケーションに着目した運動効果の実験的・疫学的検証

研究課題

研究課題/領域番号 20H04080
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分59020:スポーツ科学関連
研究機関京都府立大学

研究代表者

青井 渉  京都府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (60405272)

研究分担者 内藤 裕二  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (00305575)
小山 晃英  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (40711362)
井上 亮  摂南大学, 農学部, 教授 (70443926)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
14,170千円 (直接経費: 10,900千円、間接経費: 3,270千円)
2022年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
キーワード骨格筋 / エネルギー代謝 / 腸内細菌 / 臓器連関 / 血液中因子 / 代謝 / 胆汁酸
研究開始時の研究の概要

本研究は、運動習慣によりエネルギー代謝が高まる仕組みについて、腸内細菌の働きに着目して解明することを目的としている。
実験動物モデルや培養細胞を利用して、骨格筋、腸内細菌、血液成分の働きや変化を実験的に検討する。また、健常者を対象とした試験・調査によって、運動習慣と腸内細菌の関連を検討する。
一連の研究から、腸内細菌や血液成分の改善を考慮した健康長寿のための運動処方、栄養処方の確立を目指す。

研究成果の概要

本研究は,腸内環境と骨格筋代謝の関係を,実験動物,培養細胞,ヒトにおいて検討したものである。運動を習慣化させたマウスの腸内細菌を移植したマウスでは,骨格筋のエネルギー代謝が高まり,このことに腸内細菌による一次胆汁酸の脱抱合が関与することを示した。また中高齢者を対象とした横断研究においても,身体活動および食習慣と血液中胆汁酸組成の関連を認めた。一連の結果より,運動による代謝適応には,血液中代謝物の変化を介した腸内環境と骨格筋代謝のコミュニケーションが関与することを示唆した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により,腸内細菌叢の変化が,骨格筋のエネルギー代謝,ひいては全身の耐糖能や体組成を調整することが示された。また,運動習慣による代謝疾患の予防や体力の向上には,腸内細菌の働きによる血液中代謝物濃度の調整が関与することが示唆された。適切な運動習慣,食習慣は,健全な腸内環境ならびに骨格筋栄養素代謝を支え,両者のコミュニケーションが健康づくりに寄与すると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2023 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 1件、 査読あり 12件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 3件、 招待講演 10件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] カロリンスカ研究所(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Karolinska Institutet(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] Karolinska Institutet(スウェーデン)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] High-intensity exercise impairs intestinal barrier function by generating oxidative stress2024

    • 著者名/発表者名
      Takami, M., Aoi, W., Matsumoto, K., Kato, Y., Kobayashi, Y., Kuwahata, M.
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition

      巻: 74 号: 2 ページ: 136-140

    • DOI

      10.3164/jcbn.23-96

    • ISSN
      0912-0009, 1880-5086
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Exercise-acclimated microbiota improves skeletal muscle metabolism via circulating bile acid deconjugation2023

    • 著者名/発表者名
      Aoi, W., Inoue, R., Mizushima, K., Honda, A., Bjornholm, M., Takagi, T., Naito, Y.
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 26 号: 3 ページ: 106251-106251

    • DOI

      10.1016/j.isci.2023.106251

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Matcha green tea beverage moderates fatigue and supports resistance training-induced adaptation2023

    • 著者名/発表者名
      Shigeta Mizuho、Aoi Wataru、Morita Chiharu、Soga Kurumi、Inoue Ryo、Fukushima Yoichi、Kobayashi Yukiko、Kuwahata Masashi
    • 雑誌名

      Nutrition Journal

      巻: 22 号: 1 ページ: 32-32

    • DOI

      10.1186/s12937-023-00859-4

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] High-intensity exercise training induces the oxidative modification of malate dehydrogenase 2 in skeletal muscles2023

    • 著者名/発表者名
      Takami Maki、Aoi Wataru、Ando Chinatsu、Kato Yoji、Kobayashi Yukiko、Kuwahata Masashi
    • 雑誌名

      Advances in Redox Research

      巻: 9 ページ: 100076-100076

    • DOI

      10.1016/j.arres.2023.100076

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 骨格筋と腸のクロストーク“筋腸連関”からみる代謝,運動の機能制御2023

    • 著者名/発表者名
      青井渉
    • 雑誌名

      日本栄養・食糧学会誌

      巻: 76 号: 5 ページ: 305-312

    • DOI

      10.4327/jsnfs.76.305

    • ISSN
      0287-3516, 1883-2849
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lactococcus cremoris?subsp.?cremoris FC-fermented milk activates protein synthesis and increases skeletal muscle mass in middle-aged mice2022

    • 著者名/発表者名
      Aoi, W., Iwasa, M., Aiso, C., Tabata, Y., Gotoh, Y., Kosaka, H., Suzuki, T.
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 612 ページ: 176-180

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2022.04.097

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intensive, prolonged exercise seemingly causes gut dysbiosis in female endurance runners2021

    • 著者名/発表者名
      Morishima, S., Aoi, W., Kawamura, A., Kawase, T., Takagi, T., Naito, Y., Tsukahara, T., and Inoue, R.
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition

      巻: 68 号: 3 ページ: 253-258

    • DOI

      10.3164/jcbn.20-131

    • NAID

      130008033290

    • ISSN
      0912-0009, 1880-5086
    • 年月日
      2021-05-01
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Roles of skeletal muscle-derived exosomes in organ metabolic and immunological communication2021

    • 著者名/発表者名
      Aoi, W. and Tanimura, Y.
    • 雑誌名

      Front in Endocrinol (Lausanne)

      巻: 12 ページ: 1-7

    • DOI

      10.3389/fendo.2021.697204

    • 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] Metabolic functions of flavonoids: From human epidemiology to molecular mechanism2021

    • 著者名/発表者名
      Aoi, W., Iwasa, M., and Marunaka, Y.
    • 雑誌名

      Neuropeptides

      巻: 88 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1016/j.npep.2021.102163

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Astaxanthin-, β-Carotene-, and Resveratrol-Rich Foods Support Resistance Training-Induced Adaptation2021

    • 著者名/発表者名
      Kawamura, A., Aoi, W., Abe, R., Kobayashi, Y., Kuwahata, M., and Higashi, A.
    • 雑誌名

      Antioxidants

      巻: 10 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.3390/antiox10010113

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A milk casein hydrolysate‐derived peptide enhances glucose uptake through the AMP‐activated protein kinase signalling pathway in skeletal muscle cells2021

    • 著者名/発表者名
      Iwasa, M., Takezoe, S., Kitaura, N., Sutani, T., Miyazaki, H., and Aoi, W.
    • 雑誌名

      Experimental Physiology

      巻: 106 号: 2 ページ: 496-505

    • DOI

      10.1113/ep088770

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polysorbate 80‐induced leaky gut impairs skeletal muscle metabolism in mice2020

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Saho、Aoi Wataru、Kodani Hinako、Kobayashi Yukiko、Wada Sayori、Kuwahata Masashi、Higashi Akane
    • 雑誌名

      Physiological Reports

      巻: 8 号: 20 ページ: 1-8

    • DOI

      10.14814/phy2.14629

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 高強度運動による腸管透過性亢進と酸化ストレスの検討2023

    • 著者名/発表者名
      髙見真,青井渉,垣内晴菜,松本果倫,小林ゆき子,桑波田雅士
    • 学会等名
      第77回日本栄養・食糧学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] The Potential Role of Astaxanthin in Metabolic Health and Exercise Performance2023

    • 著者名/発表者名
      Aoi, W.
    • 学会等名
      The 19th International Symposium on Carotenoids
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] スポーツ栄養からみる腸バリア・免疫・代謝の機能連関2023

    • 著者名/発表者名
      青井渉
    • 学会等名
      スポーツ栄養学会第9回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 腸シグナルによる骨格筋代謝制御2023

    • 著者名/発表者名
      青井渉
    • 学会等名
      第10回日本サルコペニア・フレイル学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 腸管透過性亢進モデルマウスにおける骨格筋糖代謝の検討2022

    • 著者名/発表者名
      平田樹子,青井渉,小林ゆき子,桑波田雅士
    • 学会等名
      第76回日本栄養・食糧学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Immune-metabolic Interaction between Skeletal Muscle and Gut2022

    • 著者名/発表者名
      Aoi, W.
    • 学会等名
      The 8th Asian Conference for Frailty and Sarcopenia
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] サルコペニア予防のための運動の効果-マイオカインに注目して2021

    • 著者名/発表者名
      青井渉
    • 学会等名
      第63回日本老年医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 骨格筋と腸の臓器連関からみた運動ベネフィット2021

    • 著者名/発表者名
      青井渉
    • 学会等名
      第21回日本抗加齢医学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] サルコペニア予防における運動効果の分子メカニズム2021

    • 著者名/発表者名
      青井渉
    • 学会等名
      第8回日本サルコペニア・フレイル学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 臓器連関からみた骨格筋と腸の機能制御2021

    • 著者名/発表者名
      青井渉
    • 学会等名
      第7回日本筋学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] SPARC, a Muscle-secreted Protein, Improves Glucose Tolerance via AMP-activated Protein Kinase in Skeletal Muscle.2020

    • 著者名/発表者名
      Aoi, W., Sakuma, K., and Krook, A.
    • 学会等名
      Experimental Biology 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 腸内環境に依存する液性因子による骨格筋代謝修飾作用2020

    • 著者名/発表者名
      青井渉
    • 学会等名
      第75回日本体力医学会大会 シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 骨格筋の分泌機能とサルコペニア・フレイル2020

    • 著者名/発表者名
      青井渉
    • 学会等名
      第7回日本サルコペニア・フレイル学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 骨格筋機能におけるフードサイエンス2020

    • 著者名/発表者名
      青井渉
    • 学会等名
      第7回日本サルコペニア・フレイル学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [図書] Myokines: A Potential Key Factor in Development, Treatment, and Biomarker of Sarcopenia. In Sakuma K. ed. Sarcopenia: Molecular Mechanism and Treatment Strategies2021

    • 著者名/発表者名
      Aoi, W.
    • 総ページ数
      344
    • 出版者
      Elsevier
    • ISBN
      9780128221464
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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