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シナプス接着分子Arcadlinが運動による脳の健康増進に及ぼす影響の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K19498
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
研究機関京都大学 (2021-2022)
立命館大学 (2020)

研究代表者

横川 拓海  京都大学, 農学研究科, 助教 (80844323)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードArcadlin / 運動 / 海馬 / 情動 / 学習 / 脳 / シナプス
研究開始時の研究の概要

運動は学習能力の改善、認知症・うつ病の予防に効果があることが報告されているが、その分子機序は明らかでない。Arcadlinはシナプス接着分子として神経回路の可塑性に関わることが報告されている。運動により海馬のArcadlinが増加することから、運動による脳の健康増進にArcadlinが関与している可能性がある。本研究では、Arcadlinが運動による脳の健康増進を媒介している可能性を、Arcadlin欠損マウスを用いて、行動学的・生化学的・組織学的解析により検証する。

研究成果の概要

本研究により、ランニングホイールを用いた自発性走運動によりシナプス接着分子であるArcadlinの海馬における発現量が増加することが明らかとなった。また、Arcadlin欠損マウスの行動解析(オープンフィールド試験・高架式十字迷路試験・Y迷路試験・バーンズ迷路試験)を実施したところ、Arcadlinが不安様行動ならびに空間記憶形成に関与していることが明らかとなった。一方、生化学解析においては、Arcadlinの欠損による海馬シナプス分子の発現量への顕著な影響は観察されなかった。以上の結果より、Arcadlinが運動による抗不安効果ならびに学習機能亢進に関与してい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

運動は、学習能力の改善、認知症・うつ病の予防に効果があることが報告されているが、その分子機序に関しては未だ不明点が多く残されている。本研究では、運動誘導性分子であるArcadlinが不安様行動および空間学習に関与することが明らかとなった。これらの知見は、運動による脳機能亢進の新規分子機序の可能性を示すだけでなく、その作用機序を模倣する新規栄養・薬理因子(運動模倣剤)の探索につながる可能性を有する点で、学術的・社会的意義を持つと考えられる。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 2件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 6件)

  • [雑誌論文] Altered expression of synaptic proteins and adhesion molecules in the hippocampus and cortex following the onset of diabetes in nonobese diabetic mice2023

    • 著者名/発表者名
      Yokokawa Takumi、Kido Kohei、Sato Koji、Hayashi Tatsuya、Fujita Satoshi
    • 雑誌名

      Physiological Reports

      巻: 11 号: 8

    • DOI

      10.14814/phy2.15673

    • 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] Association of serum brain-derived neurotrophic factor with hepatic enzymes, AST/ALT ratio, and FIB-4 index in middle-aged and older women2022

    • 著者名/発表者名
      Yokokawa Takumi、Sasaki Shohei、Sase Kohei、Yoshii Naomi、Yasuda Jun、Hayashi Tatsuya、Fujita Satoshi
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 17 号: 8 ページ: e0273056-e0273056

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0273056

    • 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] <scp>CRTC1</scp> deficiency, specifically in melanocortin‐4 receptor‐expressing cells, induces hyperphagia, obesity, and insulin resistance2022

    • 著者名/発表者名
      Matsumura Shigenobu、Miyakita Motoki、Miyamori Haruka、Kyo Satomi、Ishikawa Fuka、Sasaki Tsutomu、Jinno Tomoki、Tanaka Jin、Fujita Kotomi、Yokokawa Takumi、Goto Tsuyoshi、Momma Keiko、Takenaka Shigeo、Inoue Kazuo
    • 雑誌名

      The FASEB Journal

      巻: 36 号: 12

    • DOI

      10.1096/fj.202200617r

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Disruption of CRTC1 and CRTC2 in Sim1 cells strongly increases high-fat diet intake in female mice but has a modest impact on male mice2022

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Jin、Ishikawa Fuka、Jinno Tomoki、Miyakita Motoki、Miyamori Haruka、Sasaki Tsutomu、Yokokawa Takumi、Goto Tsuyoshi、Inoue Kazuo、Matsumura Shigenobu
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 17 号: 1 ページ: e0262577-e0262577

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0262577

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Methylglyoxal reduces molecular responsiveness to 4 weeks of endurance exercise in mouse plantaris muscle2022

    • 著者名/発表者名
      Egawa Tatsuro、Ogawa Takeshi、Yokokawa Takumi、Kido Kohei、Goto Katsumasa、Hayashi Tatsuya
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physiology

      巻: 132 号: 2 ページ: 477-488

    • DOI

      10.1152/japplphysiol.00539.2021

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relationship between protein intake and resistance training?induced muscle hypertrophy in middle-aged women: A pilot study2022

    • 著者名/発表者名
      Yasuda Jun、Murata Kao、Hasegawa Tsubasa、Yamamura Mana、Maeo Sumiaki、Takegaki Junya、Tottori Nobuaki、Yokokawa Takumi、Mori Risako、Arimitsu Takuma、Nishikori Shu、Fujita Satoshi
    • 雑誌名

      Nutrition

      巻: 97 ページ: 111607-111607

    • DOI

      10.1016/j.nut.2022.111607

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] TLR4-Mediated Inflammatory Responses Regulate Exercise-Induced Molecular Adaptations in Mouse Skeletal Muscle2022

    • 著者名/発表者名
      Fujiyoshi Haruna、Egawa Tatsuro、Kurogi Eriko、Yokokawa Takumi、Kido Kohei、Hayashi Tatsuya
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 23 号: 3 ページ: 1877-1877

    • DOI

      10.3390/ijms23031877

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stimulation of G<sub>s</sub> signaling in MC4R cells by DREADD increases energy expenditure, suppresses food intake, and increases locomotor activity in mice2022

    • 著者名/発表者名
      Matsumura Shigenobu、Miyakita Motoki、Miyamori Haruka、Kyo Satomi、Shima Daisuke、Yokokawa Takumi、Ishikawa Fuka、Sasaki Tsutomu、Jinno Tomoki、Tanaka Jin、Goto Tsuyoshi、Momma Keiko、Ishihara Kengo、Berdeaux Rebecca、Inoue Kazuo
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism

      巻: 322 号: 5 ページ: E436-E445

    • DOI

      10.1152/ajpendo.00439.2021

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Caffeine increases myoglobin expression via the cyclic AMP pathway in L6 myotubes2021

    • 著者名/発表者名
      Takumi Yokokawa, Takeshi Hashimoto, Nobumasa Iwanaka
    • 雑誌名

      Physiological Reports

      巻: 9 号: 9 ページ: 1-1

    • DOI

      10.14814/phy2.14869

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Muscle denervation reduces mitochondrial biogenesis and mitochondrial translation factor expression in mice2020

    • 著者名/発表者名
      Yokokawa Takumi、Mori Risako、Suga Tadashi、Isaka Tadao、Hayashi Tatsuya、Fujita Satoshi
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 527 号: 1 ページ: 146-152

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.04.062

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dehydroepiandrosterone activates 5′-adenosine monophosphate-activated protein kinase and suppresses lipid accumulation and adipocyte differentiation in 3T3-L1 cells2020

    • 著者名/発表者名
      Yokokawa Takumi、Sato Koji、Narusawa Ryoko、Kido Kohei、Mori Risako、Iwanaka Nobumasa、Hayashi Tatsuya、Hashimoto Takeshi
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 528 号: 3 ページ: 612-619

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.05.136

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Modified expression of vitamin D receptor and CYP27B1 in denervation-induced muscle atrophy2020

    • 著者名/発表者名
      Mori Risako、Yokokawa Takumi、Fujita Satoshi
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 529 号: 3 ページ: 733-739

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.05.205

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Involvement of receptor for advanced glycation end products in microgravity-induced skeletal muscle atrophy in mice2020

    • 著者名/発表者名
      Egawa Tatsuro、Kido Kohei、Yokokawa Takumi、Fujibayashi Mami、Goto Katsumasa、Hayashi Tatsuya
    • 雑誌名

      Acta Astronautica

      巻: 176 ページ: 332-340

    • DOI

      10.1016/j.actaastro.2020.07.002

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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