オリンピアンのゲノムワイド関連解析：競技力関連領域は疾病リスク要因となるか？

• 研究課題/領域番号: 22K11506
• 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: 日本体育大学
• 研究代表者: 菊池 直樹 日本体育大学, 体育学部, 准教授 (10739478)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2025-03-31
• 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); 2024年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 遺伝子多型 / レスリング選手 / GWAS / ゲノムワイド関連解析 / エンリッチメント解析 / アスリート / オリンピアン / パワー / 筋力 / エリートアスリート / オリンピック / パフォーマンス

研究開始時の研究の概要

本研究課題では、筋力パワー系競技のメダリストを含むオリンピック選手を対象に網羅的な遺伝子多型解析をおこなうことで、エリートアスリートに関わる新規遺伝子の探索を行う。トップアスリートの遺伝子多型研究が、一般者の筋力維持および向上の策略を計画する上でも有用なデータとなることが明らかになれば学術的意義は大きい。さらに、特殊な対象者であるため、一般者のみを対象とした場合、見落とされてしまうようなレアな遺伝領域などの検出も期待できる。また、本研究課題の結果は、遺伝情報を踏まえた長期的なトレーニング方法の確立といった展開も期待できる。

研究実績の概要

本年度は、特にレスリング選手を対象にオリンピック出場レベル（シニアの国際大会出場者も含む）41名と一般者306名を対象にゲノムワイド関連解析(GWAS)を行った。GWASは、東芝に委託しJaponica array V2を用いて行った。その結果、有意水準(p<5×10-8)に達した遺伝子多型が31個、サジェスティブライン(p<5×10-5)に達した遺伝子多型は、487個同定された。その後、GWASで同定された遺伝子リストを用いてエンリッチメント解析を行った結果、健康リスクとして血圧や糖尿病などに関連することが示された。P値が低かった多型としてrs7659723やrs7131056が上がっており、これらは高血圧やうつとの関連性が報告されている。また、GWASの解析を行った対象者とは別にレスリング選手100名およびロシア人トルコ人レスリング選手100名を対象として再現性試験の準備も整っている。今後は、健康指標に関連する遺伝子多型が、引退後のアスリートに影響するのかを検証する予定である。

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

GWASによる関連遺伝子多型の抽出が終了している。

今後の研究の推進方策

GWASの解析を行った対象者とは別にレスリング選手１100名およびロシア人トルコ人レスラー100名を対象として再現性試験の準備も整っている。今後は、健康指標に関連する遺伝子多型が、引退後のアスリートに影響するのかを検証する予定である。

研究成果

• [国際共同研究] Victoria University(オーストラリア)
• [国際共同研究] Medical University of Lublin(ポーランド)
• [国際共同研究] Liverpool John Moores University(英国)
• [国際共同研究] Federal University of Santa Catarina(ブラジル)
• [雑誌論文] The Association between ACTN3 R577X Polymorphism and Range of Motion: A Systematic Review and Meta-analysis (2023)
  • 著者名/発表者名: Mika Saito, Hirofumi Zempo, Kathleen Yasmin de Almeida , Hiroki Homma , Naoki Kikuchi
  • 雑誌名: International journal of sports medicine 巻: - 号: 09 ページ: 618-624
  • DOI: 10.1055/a-2035-8300
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Association of <i>MMP3</i> gene polymorphism and sex on recovery of muscle strength after eccentric exercise (2023)
  • 著者名/発表者名: Deguchi Minoru、Homma Hiroki、de Almeida Kathleen Y.、Kozuma Ayumu、Saito Mika、Tsuchiya Yosuke、Kouzaki Karina、Ochi Eisuke、Okamoto Takanobu、Nakazato Koichi、Kikuchi Naoki
  • 雑誌名: Journal of Applied Physiology 巻: 135 号: 3 ページ: 527-533
  • DOI: 10.1152/japplphysiol.00333.2023
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Genetic polymorphisms related to muscular strength and flexibility are associated with artistic gymnastic performance. (2023)
  • 著者名/発表者名: .Hiroshi Kumagai, Tomoko Kaneko, Yuko Shintake, Eri Miyamoto-Mikami, Hiroyuki Tomita, Makoto Fukuo, Wataru Kawai, Mutsumi Harada, Naoki Kikuchi, Nobuhiro Kamiya, Kosuke Hirata, Hirofumi Zempo, Seiji Maeda, Naokazu Miyamoto, Noriyuki Fuku.
  • 雑誌名: European Journal of Sports Science 巻: - 号: 6 ページ: 955-963
  • DOI: 10.1080/17461391.2022.2078741
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The association between total genotype score and athletic performance in weightlifters. (2022)
  • 著者名/発表者名: Hiroki Homma, Mika Saito, Aoto Saito, Ayumu Kozuma, Ryutaro Matsumoto, Shingo Matsumoto, Naoyuki Kobatake, Takanobu Okamoto, Koichi Nakazato, Tetsunari Nishiyama, Naoki Kikuchi.
  • 雑誌名: Genes 巻: 13 号: 11 ページ: 2091-2091
  • DOI: 10.3390/genes13112091
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A pilot study on the prediction of non-contact muscle injuries based on ACTN3 R577X and ACE I/D polymorphisms in professional soccer athletes. (2022)
  • 著者名/発表者名: Kathleen Y. de Almeida, Tiago Cetolin, Andrea Rita Marrero, Aderbal S. Aguiar Jr., Pedro Mohr, Naoki Kikuchi.
  • 雑誌名: Genes 巻: 13 号: 11 ページ: 2009-2009
  • DOI: 10.3390/genes13112009
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] ALDH2 gene polymorphism is associated with fitness in the elderly Japanese population. (2022)
  • 著者名/発表者名: Kathleen Yasmin De Almeida, Mika Saito, Hiroki Homma, Yukina Mochizuki, Aoto Saito, Minoru Deguchi, Ayumu Kozuma, Takanobu Okamoto, Koichi Nakazato, Naoki Kikuchi.
  • 雑誌名: Journal of Physiological Anthropology 巻: 41 号: 1 ページ: 38-38
  • DOI: 10.1186/s40101-022-00312-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The association between the ALDH2 rs671 polymorphism and athletic performance in Japanese power and strength athletes. (2022)
  • 著者名/発表者名: Aoto Saito, Mika Saito, Kathleen Y. de Almeida, Hiroki Homma, Minoru Deguchi, Ayumu Kozuma, Naoyuki Kobatake, Takanobu Okamoto, Koichi Nakazato, Naoki Kikuchi.
  • 雑誌名: Genes 巻: 13 号: 10 ページ: 1735-1735
  • DOI: 10.3390/genes13101735
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] A novel locus for predisposition to muscle strain injury identified using a GWAS for muscle stiffness. (2023)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto-mikami, E., Zempo, H., Hirata, K., Kumagai, H., Kikuchi, N., Kamiya, N., Miyamoto, N., Fuku
  • 学会等名: ヨーロッパスポーツ科学会議
  • 国際学会
• [学会発表] Association between the GALNTL6 polymorphisms and power-oriented athletes. (2023)
  • 著者名/発表者名: Kozuma, A., Zempo, H., Saito, M., Homma, H., Deguchi, M., Saito, A., Matsumoto, S., Matsumoto, R., Okamoto, T., Nakazato, K., Kikuchi, N.
  • 学会等名: ヨーロッパスポーツ科学会議
  • 国際学会
• [学会発表] Association between ACTN33 R577X polymorphism and muscle strength and power performance: a systematic review and meta-analysis. (2023)
  • 著者名/発表者名: Saito, M., Zempo, H., De Almeida, K.Y., Homma, H., Mochizuki, Y., Deguchi, M., Kozuma, A., Saito, A., Tashiro, S., Kikuchi, N.
  • 学会等名: ヨーロッパスポーツ科学会議
  • 国際学会
• [学会発表] The effect of Heterozygosity for the COL1A1 rs1107946 polymorphism on flexibility and sport climber status. (2022)
  • 著者名/発表者名: Mika Saito, Micha&#322;; Ginszt, Myosotis Massidda, Hiroki Homma, Pawel Cszczyk, Takanobu Okamoto, Piotr Majcher, Koichi Nakazato, Ildus I. Ahmetov, Naoki Kikuchi.
  • 学会等名: 69th ACSM annual meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Association between CKM rs8111989 polymorphism and muscle damage after maximal eccentric exercise. (2022)
  • 著者名/発表者名: Minoru Deguchi, Hiroki Homma, Takamichi Inoguchi, Ayumu Kozuma, Mika Saito, Aoto Saito, Takuto Naito, Maho Shinogi, Yosuke Tsuchiya, Karina Kouzaki, Eisuke Ochi, Takanobu Okamoto, Koichi Nakazato, Naoki Kikuchi.
  • 学会等名: ECSS annual meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Association between the GALNTL6 gene rs558129 polymorphism and strength and power output performance in athletes in athletes. (2022)
  • 著者名/発表者名: Ayumu Kozuma, Eri Miyamoto-Mikami, Mika Saito, Mizuki Takaragawa, Hiroki Homma, Minoru Deguchi, Aoto Saito, Maho Shinogi, Shingo Matsumoto, Ryutaro Matsumoto, Koya Suzuki, Shuichi Machida, Takanobu Okamoto, Koichi Nakazato, Noriyuki Fuku, Naoki Kikuchi.
  • 学会等名: ECSS annual meeting.
  • 国際学会
• [備考] KIKULAB S&C Research Team
  • URL: https://kikulab-nssu.com
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: https://kikulab-nssu.com