| 研究課題/領域番号 |
19H04012
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| 研究機関 | 福岡大学 |
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研究代表者 |
檜垣 靖樹 福岡大学, スポーツ科学部, 教授 (10228702)
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| 研究分担者 |
道下 竜馬 福岡大学, スポーツ科学部, 准教授 (10632028)
冨賀 裕貴 佐賀大学, 医学部, 日本学術振興会特別研究員 (50826394)
上原 吉就 福岡大学, スポーツ科学部, 教授 (70373149)
安野 哲彦 福岡大学, 医学部, 准教授 (80551994)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | DNAメチル化 / 一酸化窒素合成酵素 |
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| 研究実績の概要 |
運動トレーニングによる適応は比較的早期に起こると言われるが、その分子メカニズムは不明な点が多い。本年度は、C57BL/6Jマウス（雄、8週齢）を被検動物とし、11日間の回転ホイールを用いた自発的運動トレーニングによる海馬組織及び骨格筋組織の遺伝子メチル化状態を定量化した。対照群は、回転ホイールへの侵入をブロックした飼育ゲージにて同様に11日間飼育した。介入後、海馬、ヒラメ筋、足底筋を採取した。得られたサンプルは、分析に供するまで－80度で保存した。組織サンプルは、QIAamp DNA Mini Kitを用いてDNAを抽出し、その後、バイサルファイト処理を施した。非メチル化シトシンはウラシルに変換され、メチル化シトシンはウラシルに変換されないため、バイサルファイト処理で生じるシトシンとチミン（ウラシル）の差異をパイロシークエンス法により定量化した。
11日間の自発的回転ホイール運動トレーニングは、対照群に比し体重の変化は認められなかったが、体重1ｇ当たりの腹腔内脂肪は有意に減少し、その程度は総走行距離と有意な負の相関が認められ、11日間の運動の効果が観察された。海馬組織における一酸化窒素合成酵素のDNAメチル化は、11日間のトレーニングにより腹側部で有意な増加が認められ、背側部では認められなかった。一方、Bdnf ⅣのDNAメチル化は海馬背側部で有意な減少が認められ、腹側部では認められなかった。ヒラメ筋におけるPGC-1aのDNAメチル化は、11日間のトレーニングにより有意な減少を示した。DNAメチル化は、遺伝子の発現を抑制することから、運動トレーニングによる遺伝子発現調節機構にDNAメチル化が関与している可能性が示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
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
コロナ禍により、新年度初めはアニマルセンターへの入構が禁止され、動物実験計画の若干の遅れが生じたが、その後の修正により概ね予定していた実験を行うことができた。得られたサンプルの分析も進んだことから、概ね順調に進展していると評価した。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度の結果より、11日間の自発的回転ホイール運動トレーニングにより、骨格筋のDNAメチル化修飾が観察されたため、その遺伝子修飾が筋の再生などに関与するか興味がもたれるところである。そこで、C57BL/6Jマウス（雄、8週齢）を被検動物として、運動トレーニング介入後、両群（運動群・対照群）のマウス下肢筋を採取し、筋サテライト細胞をプレプレーティング法により単離する。細胞培養3日及び5日後に得られたサンプルよりDNAを抽出して、パイロシークエンス法にてメチル化の程度を定量化する。運動トレーニングの遺伝子修飾が筋サテライト細胞にも認められると、トレーニングの記憶が残存する可能性を示すものとなり、トレーナビリティのメカニズムの一端を明らかにすることができるかもしれない。
なお、COVOD-19の感染拡大状況により、研究施設への入構が制限される可能性もある。その場合は、すでに解析済みの組織データを用いて、組織間のクロストークなどが認められるか、データの分析に注力する。
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