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2021 年度 実績報告書

腸内環境と骨格筋代謝のコミュニケーションに着目した運動効果の実験的・疫学的検証

研究課題

研究課題/領域番号 20H04080
研究機関京都府立大学

研究代表者

青井 渉  京都府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (60405272)

研究分担者 内藤 裕二  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (00305575)
小山 晃英  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (40711362)
井上 亮  摂南大学, 農学部, 教授 (70443926)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード骨格筋 / 代謝 / 腸内細菌 / 臓器連関
研究実績の概要

骨格筋はエネルギー代謝を担う主要な臓器であるが,その調節には液性因子による外的刺激が大きく影響を及ぼすことがわかってきたものの詳細は不明である。一方,腸内細菌が,血液成分に影響を与え,全身の臓器機能を修飾することが示唆されている。本研究は,腸内細菌叢,血液中胆汁酸,骨格筋代謝の関係を,動物,培養細胞,ヒトを対象とした研究により検討した。
運動を習慣化させたマウスの便を無菌マウス(レシピエント)へ移植し,安静マウスの便を移植したレシピエントと比較した。高脂肪食条件で飼育後,骨格筋発現プロファイルを比較したところ,運動レシピエントにおいて,糖代謝関連因子,ミトコンドリア関連因子,成長因子,マイオカイン,受容体など約4000因子の有意な増加がみられた。また,タンパク質レベルの解析において,糖代謝シグナル経路,カルシウム依存性シグナル伝達経路,成長因子シグナル経路の活性化がみられた。ネットワーク解析においても,腸内細菌-胆汁酸-骨格筋代謝シグナルの関連が観察された。
血漿胆汁酸の骨格筋細胞に及ぼす影響を検討するため,培養系において試験を行った。ミュリコール酸において,タウリン抱合型と比較して遊離型で,糖取り込み能が高く,炎症性因子CCL2発現が高値であった。
コホート研究参加者から基礎情報,生活習慣等の情報をもとに50-60歳代男性150名を対象とした。血漿中胆汁酸の遊離型および抱合型の濃度を測定した。

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

動物モデル試験,培養モデル試験ともにおおむね計画通りに進めることができ,ヒト試験においても血液分析を進めることができた。

今後の研究の推進方策

運動による適応,ベネフィットは,強度によって異なり,腸内環境やバリア機能へも異なる影響を及ぼすことが示唆されている。そのため,ドナーマウスの運動強度の違いが,レシピエントマウスの代謝能に及ぼす影響について検討する。
運動による腸内細菌干渉のメカニズムを考察するため,骨格筋分泌因子の影響について検討する。分泌因子遺伝子欠損マウスを用いて,腸内細菌叢の組成について野生型マウスと比較する。
ヒト血漿検体における胆汁酸組成と身体活動量の関係について検討する。食習慣や喫煙習慣等情報も考慮しながら,特にタウリン抱合型,遊離型に着目し,脱抱合の影響について考察する。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 4件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] Karolinska Institutet(スウェーデン)

    • 国名
      スウェーデン
    • 外国機関名
      Karolinska Institutet
  • [雑誌論文] Intensive, prolonged exercise seemingly causes gut dysbiosis in female endurance runners.2021

    • 著者名/発表者名
      Morishima, S., Aoi, W., Kawamura, A., Kawase, T., Takagi, T., Naito, Y., Tsukahara, T., and Inoue, R.
    • 雑誌名

      J. Clin. Biochem. Nutr.

      巻: 68 ページ: 253-258

    • DOI

      10.3164/jcbn.20-131.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Roles of skeletal muscle-derived exosomes in organ metabolic and immunological communication2021

    • 著者名/発表者名
      Aoi, W. and Tanimura, Y.
    • 雑誌名

      Front in Endocrinol (Lausanne)

      巻: 12 ページ: 1-7

    • DOI

      10.3389/fendo.2021.697204. eCollection 2021

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Metabolic functions of flavonoids: From human epidemiology to molecular mechanism2021

    • 著者名/発表者名
      Aoi, W., Iwasa, M., and Marunaka, Y.
    • 雑誌名

      Neuropeptides

      巻: 88 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1016/j.npep.2021.102163

    • 査読あり
  • [学会発表] サルコペニア予防のための運動の効果-マイオカインに注目して2021

    • 著者名/発表者名
      青井渉
    • 学会等名
      第63回日本老年医学会学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] 骨格筋と腸の臓器連関からみた運動ベネフィット2021

    • 著者名/発表者名
      青井渉
    • 学会等名
      第21回日本抗加齢医学会
    • 招待講演
  • [学会発表] サルコペニア予防における運動効果の分子メカニズム2021

    • 著者名/発表者名
      青井渉
    • 学会等名
      第8回日本サルコペニア・フレイル学会
    • 招待講演
  • [学会発表] 臓器連関からみた骨格筋と腸の機能制御2021

    • 著者名/発表者名
      青井渉
    • 学会等名
      第7回日本筋学会学術集会
    • 招待講演
  • [図書] Myokines: A Potential Key Factor in Development, Treatment, and Biomarker of Sarcopenia. In Sakuma K. ed. Sarcopenia: Molecular Mechanism and Treatment Strategies2021

    • 著者名/発表者名
      Aoi, W.
    • 総ページ数
      344
    • 出版者
      Elsevier
    • ISBN
      978-0-12-822146-4

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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