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運動による脂肪組織の褐色化は,ヒトでみられるか?:MR画像と幹細胞による検証

研究課題

研究課題/領域番号 20K19721
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分59040:栄養学および健康科学関連
研究機関京都産業大学 (2021-2022)
日本体育大学 (2020)

研究代表者

小川 まどか  京都産業大学, 現代社会学部, 助教 (50847035)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 交付 (2022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)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020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MRI / MRスペクトロスコピー / 脂肪組織 / 寒冷刺激 / 褐色化 / 寒冷 / 拡散テンソルイメージング / T2* / 褐色脂肪 / 身体活動量 / 間葉系細胞 / トレーニング / マイオカイン
研究開始時の研究の概要

ノルアドレナリンと筋から分泌されるマイオカインによって,間葉系幹細胞がベージュ脂肪細胞へ分化する(褐色化)ことがげっ歯類を対象とした研究で明らかにされている.しかしながら,運動により,ヒト褐色/ベージュ脂肪の維持や増加を図れるか否かは明らかにされていない.本研究では,磁気共鳴(MR)画像による褐色/ベージュ脂肪の評価とヒト間葉系幹細胞を使用する in vitro実験モデルを用い,ヒトにおいて,一過性および長期的な運動による脂肪の褐色化とその機序を明らかにすることを目的としている.

研究実績の概要

今年度は,磁気共鳴画像(MRI)撮像後に凍結したマウスの脂肪組織(褐色脂肪・鼠径部脂肪・精巣上体脂肪)を対象に脱共役蛋白質1 (uncoupling protein 1; UCP-1) の発現を確認した.その結果,鼠径部脂肪において,コントロール群と比較し,β3刺激薬を投与した群でUCP-1は有意に高値を示した.一方,褐色脂肪および精巣上体脂肪のUCP-1において,両群間に有意差はみられなかった.現在, UCP-1の発現量とMRIの結果に関連があるかについて考察を進めている.
また,マウス生体で実施してきたMRIおよび1H-MRスペクトロスコピー(1H-MRS)による脂肪組織の評価がヒト生体で実施可能か確認した.マウスの鼠径部脂肪で実施してきたMRI(T2*,拡散テンソル画像,Dixon法)および1H-MRSでの評価をヒトの皮下脂肪でも実施できれば,生体内の脂肪の褐色化を評価する方法の確立へ有益な情報をもたらすと考えられる.本実験では,若齢男女20名を対象にコントロール条件(室温27℃で2時間)および寒冷条件(室温19℃で2時間)の前後に頸部および胸部のMRIおよび1H-MRSを撮像し,一過性の寒冷刺激が褐色脂肪および皮下脂肪の評価指標へ与える影響を検討した.その結果,褐色脂肪および皮下脂肪におけるMRIおよび1H-MRSの評価の再現性は確認できた.一方,一過性の寒冷刺激後,褐色脂肪および皮下脂肪におけるMRIおよび1H-MRSの評価指標に有意な変化はみられなかった.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

マウスの鼠径部脂肪において,脂肪組織の褐色化が確認されているが,今日までにヒトでの脂肪組織の褐色化は一部の生検によっても確認されていない.このような状況を踏まえ,先行研究で報告されてきた褐色/ベージュ脂肪の撮像方法および部位で実施しても,運動による脂肪組織の褐色化を捉えることは不可能だと判断した.そこで,昨年度よりマウスを対象とし,脂肪組織の褐色化を捉える撮像方法を確立することへ一部計画を変更した.現在,それらの撮像方法をヒトへ応用する段階へ至っている.

今後の研究の推進方策

ヒトを対象に定期的な寒冷刺激を実施し,マウスで確認した脂肪組織の褐色化でみられたMRIの特徴がヒトでも観察されるか確認を進めていく予定である.

報告書

(3件)
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Effects of free weight and body mass‐based resistance training on thigh muscle size, strength and intramuscular fat in healthy young and middle‐aged individuals2023

    • 著者名/発表者名
      Madoka Ogawa, Yuto Hashimoto, Yukina Mochizuki, Takamichi Inoguchi, Ayumu Kouzuma, Minoru Deguchi, Mika Saito, Hiroki Homma, Naoki Kikuchi, Takanobu Okamoto
    • 雑誌名

      Experimental Physiology

      巻: -

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Relationship between Vascular Structure and Function and Thigh Muscle Composition in Normal-Weight Middle-Aged and Older Men2022

    • 著者名/発表者名
      Madoka Ogawa, Yuto Hashimoto, Naoki Kikuchi, Takanobu Okamoto
    • 雑誌名

      International Journal of Gerontology

      巻: 16 ページ: 271-276

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Brown adipose tissue fat-fraction is associated with skeletal muscle adiposity.2022

    • 著者名/発表者名
      Madoka Ogawa, Kalle Koskensalo, Sanna Laurila, Milja Holstila, Minna Lahesmaa, Kirsi A Virtanen, Hidehiro Iida, Hiroshi Akima, Pirjo Nuutila
    • 雑誌名

      European journal of applied physiology

      巻: 122 号: 1 ページ: 81-90

    • DOI

      10.1007/s00421-021-04816-z

    • 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] Relationship between physical activity time and intramuscular adipose tissue content of the thigh muscle groups of younger and older men.2021

    • 著者名/発表者名
      Madoka Ogawa, Noriko Tanaka, Akito Yoshiko, Yoshiharu Oshida, Teruhiko Koike, Hiroshi Akima
    • 雑誌名

      Scientific reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 19804-19804

    • DOI

      10.1038/s41598-021-99126-x

    • 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
  • [学会発表] The relationship between serum IGF-1 and fat deposition of thigh in younger and older men2022

    • 著者名/発表者名
      Madoka Ogawa, Noriko Tanaka, Akito Yoshiko, Yoshiharu Oshida, Teruhiko Koike, Hiroshi Akima
    • 学会等名
      The 69th American College of Sports Medicine
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Characteristics of T2* and anisotropy parameters in inguinal and epididymal adipose tissues after cold exposure in mice2022

    • 著者名/発表者名
      Madoka Ogawa, Hinako Oshiro, Yuki Tamura, Junichi Hata
    • 学会等名
      第50回日本磁気共鳴医学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 寒冷暴露により生じたベージュ脂肪における1H-MRSの特徴2021

    • 著者名/発表者名
      小川 まどか, 田村 優樹, 畑 純一
    • 学会等名
      第49回日本磁気共鳴医学会、The 3rd Annual Scientific Meeting of Asian Society of Magnetic Resonance in Medicine
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 低強度および高強度 レジスタンストレーニングが筋内脂肪へ及ぼす影響2021

    • 著者名/発表者名
      小川 まどか, 橋本 佑斗, 望月佑季奈, 井ノ口 尊道, 上妻 歩夢, 岡本 孝信, 菊池 直樹
    • 学会等名
      第76回日本体力医学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 磁気共鳴画像によるヒト褐色・ベージュ脂肪と身体活動量との関係2020

    • 著者名/発表者名
      小川 まどか、岡本孝信
    • 学会等名
      第75回 日本体力医学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2023-12-25  

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