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2013 年度 実績報告書

骨格筋-脳-心連関を見据えた心不全におけるBDNFの役割の解明

研究課題

研究課題/領域番号 12J03762
研究機関北海道大学

研究代表者

高田 真吾  北海道大学, 大学院医学研究科, 特別研究員(PD)

キーワードBDNF / 運動能力 / マイオカイン / 筋収縮 / ミトコンドリア生合成 / AMPK/SIRT1/PGC1α / ミトコンドリア品質管理 / 運動トレーニング
研究概要

マウスにおける運動能力および骨格筋ミトコンドリア機能におよぼす脳由来神経栄養因子(BDNF)-TrkBシグナルの役割を検討した. その結果, BDNFもしくはTrkB受容体アゴニストの投与群は対照群に比較し, 運動能力および骨格筋ミトコンドリア機能を有意に増加した. その機序として, BDNFもしくはTrkB受容体アゴニストの投与は骨格筋におけるAMPK-Sirt1-PGC1α経路を活性化することを明らかにした. したがって, BDNF-TrkBシグナルの活性化は運動能力を制御する重要な役割を果たす可能性を示唆した.
BDNFノックアウトマウスにおける運動能力および骨格筋ミトコンドリア機能を検討した. BDNFノックアウトマウスは野生型マウスに比較し, 運動能力および骨格筋ミトコンドリア機能が有意に低下した. したがって, BDNFは運動能力および骨格筋ミトコンドリア機能を直接的に制御する可能性が示唆された. これらの結果により, BDNF-TrkBシグナルの活性化は, 骨格筋ミトコンドリア機能を調節することで, 運動能力の調節に中心的な役割を担っていることが示唆された.
本研究によって、運動耐容能におけるBDNFの役割が明らかとなれば、BDNFは精神機能のみならず、運動能力を反映するを示す新しい指標となりうると考える。また、動物研究ではBDNF投与によって、精神機能の改善が報告されている、一方で、糖・脂質代謝を改善することから様々な慢性疾患モデルの運動能力を改善させる可能性がある。従って、老化、糖尿病や癌などの慢性疾患に対する新しい機序の治療薬となり得ると考えられ、臨床応用を見据えた研究へと発展できると考える。したがって、本研究の結果は幅広い疾患に応用できる可能性があり、健康社会の実現に寄与することが期待される。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Combination of exercise training and diet restriction normalizes limited exercise capacity and impaired skeletal muscle function in diet-induced diabetic mice.2014

    • 著者名/発表者名
      Suga T, Kinugawa S, Takada S, Kadoguchi T, Fukushima A, Homma T, Masaki Y, Furihata T, Takahashi M, Sobirin MA, Ono T, Hirabayashi K, Yokota T, Tanaka S, Okita K, Tsutsui H.
    • 雑誌名

      Endocrinology

      巻: 155 ページ: 68-80

    • DOI

      10.1210/en.2013-1382.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Application of Blood Flow Restriction in Resistance Exercise Assessed by Intramuscular Metabolic Stress2013

    • 著者名/発表者名
      Okita K, Takada S
    • 雑誌名

      Journal of Novel Physiotherapies

      巻: 3 ページ: 187

    • DOI

      10.4172/2165-7025.1000187

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Decreased serum brain-derived neurotrophic factor levels are correlated with exercise intolerance in patients with heart failure.2013

    • 著者名/発表者名
      Fukushima A1, Kinugawa S, Homma T, Masaki Y, Furihata T, Yokota T, Matsushima S, Abe T, Suga T, Takada S, Kadoguchi T, Katsuyama R, Oba K, Okita K, Tsutsui H.
    • 雑誌名

      International Journal of Cardiology

      巻: 168 ページ: e142-144

    • DOI

      10.1016/j.ijcard.2013.08.073.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Increased plasma soluble (pro) renin receptor levels are correlated with renal dysfunction in patients with heart failure.2013

    • 著者名/発表者名
      Fukushima A1, Kinugawa S, Homma T, Masaki Y, Furihata T, Abe T, Suga T, Takada S, Kadoguchi T, Okita K, Matsushima S, Tsutsui H
    • 雑誌名

      International Journal of Cardiology

      巻: 168 ページ: 4313-4314

    • DOI

      10.1016/j.ijcard.2013.04.176.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of stretch and pressure as mechanical stresses on skeletal muscle2013

    • 著者名/発表者名
      Morita N, Takada S, Okita K
    • 雑誌名

      Journal of Physical Fitness and Sports Medicine

      巻: 2 ページ: 347-350

    • DOI

      10.1016/j.ijcard.2013.04.176.

    • 査読あり
  • [学会発表] Brain-Derlved Neurotrophic Factor Regulates Basal Exercise Capacity and Skeletal Muscle Mitochondrial Function via AMPK-PGC1α pathway in Mice2014

    • 著者名/発表者名
      髙田真吾(1番目)
    • 学会等名
      第78回日本循環器学会学術集会
    • 発表場所
      東京国際フォーラム(東京都)
    • 年月日
      20140321-23
  • [学会発表] Gender Difference in Blood Pressure Lowering by Exercise Training in Overweight Adults2014

    • 著者名/発表者名
      髙田真吾(1番目)
    • 学会等名
      10th Asian-Pacific Congress of Hypertension
    • 発表場所
      Radisson Blu Hotel (Cebu, Philippines)
    • 年月日
      20140212-15
  • [学会発表] Decressed Serum Brain-Derived Neurotrophic Factor Levels are Associated with Exercise Intolerance in Patients with Heart Failure2013

    • 著者名/発表者名
      髙田真吾(1番目)
    • 学会等名
      86th Scientific Session of American Heart Association
    • 発表場所
      Dallas Convention Center (Dallas, USA)
    • 年月日
      20131116-20
  • [学会発表] 慢性心不全患者における運動耐容能の低下は脳由来神経栄養因子に関連する2013

    • 著者名/発表者名
      髙田真吾(1番目)
    • 学会等名
      第68回日本体力医学会
    • 発表場所
      日本教育会館, 学術総合センター, 共立講堂(東京)
    • 年月日
      20130921-23
  • [学会発表] BDNF-TrkBの活性化は運動能力を向上させる2013

    • 著者名/発表者名
      髙田真吾(1番目)
    • 学会等名
      第19回日本心臓リハビリテーション学会
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県)
    • 年月日
      20130713-14

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公開日: 2015-06-25  

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