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2020 年度 実績報告書

現代人の生理機能とゲノム解析から探る寒冷適応能と免疫機能の共進化

研究課題

研究課題/領域番号 17H01453
研究機関九州大学

研究代表者

綿貫 茂喜  九州大学, 芸術工学研究院, 教授 (00158677)

研究分担者 勝村 啓史  北里大学, 医学部, 准教授 (10649544)
太田 博樹  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (40401228)
西村 貴孝  九州大学, 芸術工学研究院, 講師 (80713148)
中山 一大  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (90433581)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワード生理的多型 / 遺伝的多型 / 遺伝子発現 / メチル化 / 環境適応
研究実績の概要

代表者らは、日本人の寒冷曝露時の熱産生と遺伝要因との関連を検討し、脱共役タンパク質(UCP1)遺伝子多型が熱産生に関与すること、産熱型アレルの頻度が高緯度地域(寒冷地)で多いこと、UCP1遺伝子が抗ウイルス作用を持つ遺伝子と連鎖することを示してきた。これらは人類が寒冷環境への適応を有利に進めるために、産熱機能を中心とした寒冷適応能と免疫機能が協働してきたことを示唆した。加えて、免疫系には非特異的な自然免疫と特異的な獲得(適応)免疫等があり、その進化はヒトの環境適応と深く関連してきたと推測される。そこで本研究は寒冷適応能と免疫機能との共進化が果たした役割を、現代人の体温調節等の生理反応と種々の免疫反応、及びゲノム・エピゲノム解析から明らかにすることを目的とした。寒冷環境の1つである高地環境において、低酸素状態と炎症反応は分子レベル、細胞レベル、そして臨床レベルで関連があることが知られており、組織傷害および組織修復に関与する免疫細胞と内皮細胞を共に活性化する。しかしながら、安静時の健常者における中程度の低圧低酸素曝露によってどのような免疫反応の変化が生じるのかについては十分に明らかでない。そこで、低圧低酸素時の血液成分と免疫系指標に着目して曝露前後の変化を検討した。若年男性を3500m相当の低圧低酸素環境に75分間曝露した。結果として、曝露後半で最もSpO2は低下し、心拍数は高くなった。血中成分においては、白血球数は有意に増加し、アルドステロンとコルチゾールが減少した(p < 0.01)。血中サイトカインはIL-6とIL-8が有意に上昇した(p < 0.01)。ゲノムワイドDNAメチル化パターンの解析から、曝露後の顆粒球の増加が示唆された。これらの結果から、短期間の中等度の低酸素曝露は、何らかの免疫応答を誘導することが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 2件、 オープンアクセス 6件、 査読あり 7件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Canagliflozin Suppresses Atrial Remodeling in a Canine Atrial Fibrillation Model2021

    • 著者名/発表者名
      Nishinarita Ryo、Niwano Shinichi、…、Katsumura Takafumi、Kishihara Jun、Satoh Akira、Fukaya Hidehira、Sakagami Hiroyuki、Ako Junya
    • 雑誌名

      Journal of the American Heart Association

      巻: 10 ページ: e017483

    • DOI

      10.1161/JAHA.119.017483

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Paleogenomics of human remains in East Asia and Yaponesia focusing on current advances and future directions2021

    • 著者名/発表者名
      KOGANEBUCHI KAE、OOTA HIROKI
    • 雑誌名

      Anthropological Science

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1537/ase.2011302

    • 査読あり
  • [雑誌論文] DNA methylation site loss for plasticity-led novel trait genetic fixation2020

    • 著者名/発表者名
      Katsumura Takafumi、Sato Suguru、Yamashita Kana、Oda Shoji、Gakuhari Takashi、Tanaka Shodai、Fujitani Kazuko、Nishimaki Toshiyuki、Imai Tadashi、Yoshiura Yasutoshi、Takeshima Hirohiko、Hashiguchi Yasuyuki、Mitani Hiroshi、Ogawa Motoyuki、Takeuchi Hideaki、Oota Hiroki
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1101/2020.07.09.194738

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Individual variations and sex differences in hemodynamics with percutaneous arterial oxygen saturation (SpO2) in young Andean highlanders in Bolivia2020

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Takayuki、Ugarte Juan、Ohnishi Mayumi、Nishihara Mika、Alvarez Guillermo、Yasukochi Yoshiki、Fukuda Hideki、Arima Kazuhiko、Watanuki Shigeki、Mendoza Victor、Aoyagi Kiyoshi
    • 雑誌名

      Journal of Physiological Anthropology

      巻: 39 ページ: -

    • DOI

      10.1186/s40101-020-00240-y

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of EGLN1 Genetic Polymorphisms on Hemoglobin Concentration in Andean Highlanders2020

    • 著者名/発表者名
      Yasukochi Yoshiki、Nishimura Takayuki、Ugarte Juan、Ohnishi Mayumi、Nishihara Mika、Alvarez Guillermo、Fukuda Hideki、Mendoza Victor、Aoyagi Kiyoshi
    • 雑誌名

      BioMed Research International

      巻: 2020 ページ: 1~16

    • DOI

      10.1155/2020/3436581

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Genome‐Wide Association Study of Lean Nonalcoholic Fatty Liver Disease Suggests Human Leukocyte Antigen as a Novel Candidate Locus2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Ken、Yokota Kazuha、Kutsuwada Yukinobu、Nakayama Kazuhiro、Watanabe Kazuhisa、Matsumoto Ayumi、Miyashita Hiroshi、Khor Seik‐soon、Tokunaga Katsushi、Kawai Yosuke、Nagasaki Masao、Iwamoto Sadahiko
    • 雑誌名

      Hepatology Communications

      巻: 4 ページ: 1124~1135

    • DOI

      10.1002/hep4.1529

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ancient Jomon genome sequence analysis sheds light on migration patterns of early East Asian populations2020

    • 著者名/発表者名
      Gakuhari Takashi、Nakagome Shigeki、Rasmussen Simon、...、Oota Hiroki
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 3 ページ: -

    • DOI

      10.1038/s42003-020-01162-2

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Analysis of ancient human mitochondrial DNA from Verteba Cave, Ukraine: insights into the Late Neolithic-Chalcolithic Cucuteni?Tripolye culture2020

    • 著者名/発表者名
      SCHMIDT RYAN W.、WAKABAYASHI KEN、WAKU DAISUKE、GAKUHARI TAKASHI、KOGANEBUCHI KAE、OGAWA MOTOYUKI、KARSTEN JORDAN K.、SOKHATSKY MYKHAILO、OOTA HIROKI
    • 雑誌名

      Anthropological Science

      巻: 128 ページ: 1~10

    • DOI

      10.1537/ase.200205

    • 査読あり
  • [学会発表] Genome of Jomon people and peopling history of East Eurasians2021

    • 著者名/発表者名
      H. Oota
    • 学会等名
      Genome Concept Centennial Conference
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] 人間の本質にせまる科学2021

    • 著者名/発表者名
      井原 泰雄、梅﨑 昌裕、米田 穣(編)太田 博樹、中山 一大、西村 貴孝(著)
    • 総ページ数
      296
    • 出版者
      東京大学出版会
    • ISBN
      978-4130622288

URL: 

公開日: 2021-12-27  

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