運動意欲促進の分子メカニズムの解明

• 研究課題/領域番号: 21700696
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用健康科学
• 研究機関: 大分大学
• 研究代表者: 森島 真幸 大分大学, 医学部, 助教 (40437934)
• 連携研究者: 中屋 豊 徳島大学, 大学院・ヘルスバイオサイエンス研究部, 教授 (50136222)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2011年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2010年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2009年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: スポーツ医学 / 自発運動 / 運動意欲 / モノアミン / 心臓自律神経活動 / 心拍変動

研究概要

本研究は、生まれつき自発運動への欲求が正常Wistarラットよりも強い自然発症の高運動性モデルラットSPORTS(Spontaneousy Running Tokushjma-Shikoku ; Wistar系)を実験のツールとして用いて、運動意欲の制御に関わる脳内分子基盤の解明を目指すと同時に、心臓自律神経活動への影響を解析することにより、神経性因子を介した自発運動の制御と心機能の連関作用を生理学的に実証することを目的とした。申請者は、これまで脳内モノアミン酸化酵素A(MAOA)の活性低下がラットの自発運動を誘発していることを明らかにしてきた(Morishima et al., Neuropsychopharmacology 2006)。本研究では、安全で有益な運動不足解消法の開発の為に、運動負荷を行う上で心機能の重要なパラメータである心臓自律神経活動の評価を縦列して行う実験系を確立し、脳内モノアミンと心機能解析を同時に行った。その結果、SPORTSラットは安静時において早い心拍を示すが自発運動時には心臓交感神経活動(L/H比)を極度に高めないことを見出した。さらに、対照ラットにモノアミン酸化酵素A(MAOA)阻害薬を投与し脳海馬モノアミン量を定量したところ、SPORTSラットと同程度に海馬ノルエピネフリン放出量が増加し、自発運動量や心拍数の増加が認められた。また、心拍変動解析の結果、MAOA阻害薬投与ラットでは、SPORTSラットと同様に心拍数の増加の認められた夜間活動時間帯で交感神経活動指標であるL/H比が有意に上昇していたが、自発運動により是正されることが判明した。本事業により、自発運動を引き起こす因子(脳内ノルエピネフリン)が生体にとって質的良好な運動基盤分子である可能性が示唆された。本研究の成果は、運動療法を必要とする心疾患患者だけでなく健康な個人に対しても、運動の効果を最大限に発揮できるシステムの開発に貢献することが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Nonapeptide hormones oxytocin and vasopressin distinctly regulate CaV1. 2 L-type calcium channel expression in cardiomyocytes (2010)
  • 著者名/発表者名: Morishima M, Tahara S, Wang Y, Kaku T, Ono K
  • 雑誌名: J Arrhythmia 巻: 26 ページ: 111-118
• [雑誌論文] Nonapeptide Hormones Oxytocin and Vasopressin Distinctly Regulate Cav1.2 L-type Calcium Channel Expression in Cardiomyocytes (2010)
  • 著者名/発表者名: Morishima M
  • 雑誌名: Journal of Arrhythmia 巻: 26 ページ: 111-118
  • 査読あり
• [雑誌論文] ノナペプチドであるOxytocinとVasopressinはCav1.2-L型カルシウムイオンチャネルの発現を制御する (2010)
  • 著者名/発表者名: 森島真幸、田原慎太郎、王岩、賀来俊彦、小野克重
  • 雑誌名: Journal of Arrhythmia (掲載確定)(未定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] υ-Adrenergic-AMPK Pathway Phosphorylates Acetyl-CoA Carboxylase in a High-epinephrine Rat Model (2009)
  • 著者名/発表者名: Hattori A, Mawatari K, Tsuzuki S, Yoshioka E, Toda S, Yoshida M, Yasui S, Furukawa H, Morishima M, Ono K, Ohnishi T, Nakano M, Harada N, Takahashi A, Nakaya Y
  • 雑誌名: SPORTS Obesity 巻: 18 ページ: 48-54
• [雑誌論文] Telmisartan, an angiotensin II type 1 receptor antagonist, attenuates T-type Ca2+channel expression in neonatal rat cardiomyocytes (2009)
  • 著者名/発表者名: Morishima M, Wang Y, Akiyoshi Y, Miyamoto S, Ono K
  • 雑誌名: Eur J Pharmacol 巻: 609(1-3) ページ: 105-12
• [雑誌論文] 17υ-estradiol modulates expression of low-voltage-activated CaV3. 2 T-type calcium channel via ERKs pathway in cardiomyocytes (2009)
  • 著者名/発表者名: Marni F, Wang Y, Morishima M, Shimaoka T, Uchino T, Zheng M-Q, Kaku T, Ono K
  • 雑誌名: Endocrinology 巻: 150(2) ページ: 879-888
• [雑誌論文] Bepridil upregulates cardiac Na+channel as a long-term effect by blunting proteasome signals through inhibition of calmodulin activity (2009)
  • 著者名/発表者名: Kang L, Zheng M, Morishima M, Wang Y, Kaku T, Ono K
  • 雑誌名: Br J Pharmacol 巻: 157(3) ページ: 404-14
• [雑誌論文] Telmisartanは心筋細胞のT型カルシウムイオンチャネルの発現を抑制する (2009)
  • 著者名/発表者名: 森島真幸、王岩、秋吉裕子、宮本伸二、小野克重
  • 雑誌名: European Journal of Pharmacology 609(1-3) ページ: 105-112
  • 査読あり
• [学会発表] Hypoxia-inducible factor 1α (Hif-1a)による心筋T型Ca2+チャネル発現制御機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 森島真幸、秋吉裕子、王岩、賀来俊彦
  • 学会等名: 第21回日本病態生理学会
  • 発表場所: 日本大学医学部
  • 年月日: 2011-08-20
• [学会発表] Effect of physical exercise on cardiac Ca^<2+> channel expression in SPORTS rat, a novel rat-strain featured by high levels of voluntary wheel-running activity (2010)
  • 著者名/発表者名: Morishima M
  • 学会等名: XX World Congress 2010 Kyoto ISHR
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center
  • 年月日: 2010-05-13
• [学会発表] Effects of physical exercise on cardiac Ca^<2+> channel expression in SPORTS rat, a novel rat-strain featured by high levels of voluntary wheel-running activity (2010)
  • 著者名/発表者名: Masaki Morisima, Yan Wang, Yuko Akiyoshi, Katushige Ono
  • 学会等名: 20^<th> World Congress of the International Society for Heart Research 2010 Kyoto
  • 発表場所: 京都市
• [学会発表] アンジオテンシン受容体を介した心筋T型カルシウムチャネルの発現抑制 (2010)
  • 著者名/発表者名: 森島真幸、王岩、秋吉裕子、小野克重
  • 学会等名: 第87回日本生理学会大会
  • 発表場所: 盛岡市
• [学会発表] Trancription factor Csx/Nkx2. 5 and NFAT regulate expression of Ca_V3. 2 T-type Ca^<2+> channel via protein kinase Cactions (2010)
  • 著者名/発表者名: Katushige Ono, Masaki Morishima, Yan Wang
  • 学会等名: 日本薬理学会年会
  • 発表場所: 大阪市
• [学会発表] Nonapeptide hormone oxytocin regulates Ca_V1. 2 L-type calcium channel expression in cardiomyocytes (2009)
  • 著者名/発表者名: Masaki Morishima, Yan Wang, Toshihiko Kaku, Katushige Ono
  • 学会等名: 第26回ISR日本部会総会
  • 発表場所: 札幌市
• [学会発表] Protein kinase C as a key modulator to swith isoforms from Ca_V3. 2 to Ca_V3. 1 of the T-type Ca^<2+> channel in neonatal rat cardiomyocyte (2009)
  • 著者名/発表者名: Yan Wang, Masaki Morishima, Lin Kang, Toshihiko Kaku, Katushige Ono
  • 学会等名: APHRS 2009(2^<nd> Asia Pacific Heart Rhytm Society Scientific Session 5^<th> Asia Pacific Atrial Fibrillation Symposium)
• [学会発表] Oxytocinは幼若ラット心筋細胞において転写因子CREBを介してL型Ca^<2+>チャネル(Ca_V1. 2)発現を抑制する (2009)
  • 著者名/発表者名: 森島真幸、田原慎太郎、秋吉裕子、王岩、賀来俊彦、小野克重
  • 学会等名: 第26回日本心電学会学術集会
  • 発表場所: 京都市
• [備考]
  • URL: http://www.med.oita-u.ac.jp/pathophysiology/
• [備考]
  • URL: http://www.med.oita-u.ac.jp/pathophysiology
• [備考]
  • URL: http://www.med.oita-u.ac.jp/pathophysiology
• [備考]
  • URL: http://www.med.oita-u.ac.jp/pathophysiology