骨格筋による脳への影響の解明：うつ病と認知症への効果から脳筋相関の解明を目指して

• 研究課題/領域番号: 21K11372
• 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: 東海大学
• 研究代表者: 赤間 史明 東海大学, 医学部, 講師 (80710144)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2025年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2024年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2022年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円); 2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 筋肥大 / 運動 / ミオカイン / うつ病 / 認知症 / セロトニン / 骨格筋 / 脳 / 筋由来サイトカイン

研究開始時の研究の概要

近年、運動による脳神経保護作用や脳内炎症の抑制作用から、うつ病やアルツハイマー病による認知症への「運動の効果」が明らかになってきた。しかし、「運動を支える筋肉自体」と脳機能の相互関係については、ほとんど明らかにされていない。その理由として、実験動物自体に筋肥大させることが難しいことが挙げられる。この問題に対して、申請者の施設では、代償性筋肥大モデルラットを用いることで運動せずに筋肥大できるモデルラットの作成に成功した。本研究の目的はこの「筋肥大モデルラット」を用いて「筋肥大、筋力向上、さらに筋由来サイトカイン」と「うつ病や認知機能の予防や改善の関係」を解明することである。

研究実績の概要

近年、運動による脳神経保護作用や脳内炎症の抑制作用から、うつ病やアルツハイマー病による認知症への「運動の効果」が明らかになってきた。しかし、「運動を支える筋肉自体」と脳機能の相互関係については、ほとんど明らかにされていない。その理由として、実験動物自体に筋肥大させることが難しいことが挙げられる。この問題に対して、我々は代償性筋肥大モデルラットを用いることで運動せずに筋肥大できるモデルラットの作成に成功した。本研究の目的はこの「筋肥大モデルラット」を用いて「筋肥大、筋力向上、さらに筋由来サイトカイン」と「うつ病や認知機能の予防や改善の関係」を解明することである。これまでの研究の成果として、現在まで代償性筋肥大モデルラットの作成を行っていたが、より簡便でさらなる筋肥大の効果が期待できるモデルマウスの作成に成功し、それを繁殖する段階にある。また、実験方法として、うつ状態の評価である、強制水泳試験と尾懸垂試験や認知機能の検討には、迷路課題を使用し、学習と記憶の過程について観察し、ビデオ解析装置を使用し解析するための準備を行った。今後、上記筋肥大モデルマウスを用いて、コントロール群、筋肥大モデルマウス
群、筋肥大モデルマウスに自発的に運動させる群と分けて、それぞれ強制水泳試験や尾懸垂試験、迷路課題など行い、その後に筋肉の増量による筋肉のサイトカインやホルモン、脳内のカテコラミン濃度を測定し、その相関関係を解析を行っていく予定である。現在、モデルマウスを作成し、ヘテロで研究を行ったが、筋肉増量が少ないため、現在はホモを作成、繁殖している。ホモのモデルマウスの繁殖次第で、随時上記試験を行っていく予定である。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

ヘテロマウスでは思うような筋肉増加が得られなかったため、ホモマウスの繁殖に時間を要している。

今後の研究の推進方策

ヘテロマウスの実験は行っており、試験の流れはできているため、あとはホモマウスの繁殖次第である。強制水泳試験、尾懸垂試験や認知機能の検討する迷路課題試験の機材の購入や準備は行っており、マウスが繁殖次第随時実験を行える状況である。コントロール群は実験を行っており、モデルママウスの実験次第である。