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2021 年度 実施状況報告書

シナプス接着分子Arcadlinが運動による脳の健康増進に及ぼす影響の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K19498
研究機関京都大学

研究代表者

横川 拓海  京都大学, 農学研究科, 助教 (80844323)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード運動 / 海馬 / Arcadlin / シナプス
研究実績の概要

本年度より研究代表者が京都大学大学院農学研究科に異動したため、本研究に必要な生化学解析(real-time PCR法・ウェスタンブロット法)ならびに行動学解析(オープンフィールド試験・高架式十字迷路試験・強制水泳試験・Y迷路試験・バーンズ迷路試験)の立ち上げを実施した。また、昨年度、新型コロナウイルスによる大学の入校制限などにより、本研究に必須であるArcadlin ノックアウトマウスの系統が途絶えたため、再入手のための手続きを進めた。
自発性走運動によるArcadlin発現応答のタイムコースを確認するために、自発性走運動後1日・1週間・4週間・8週間の海馬における、Arcadlinをはじめとする最初期遺伝子によりコードされているタンパク質の発現量をウェスタンブロット法により測定した。その結果、Arc・Egr-1・FosBに関しては、1日から1週間のタイムコースでも発現量の増加が見られた一方、Arcadlinに関しては、4週間と8週間のタイムコースでのみ発現量の増加が観察された。従って、最初期遺伝子にコードされているタンパク質の中でも、運動応答性が異なるとの結果を得ている。また、比較的長期的な運動介入に伴うArcadlinの発現増加は、興奮性シナプス分子の発現変動のタイムコースと近似していた。従って、先行研究により示唆されるArcadlinの分子機能を考慮すると、長期的な運動トレーニングに伴う海馬シナプスの変化にArcadlinの増加が関与している可能性が考えられる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

前述の通り、研究代表者の異動があったため、実験系の立ち上げと共に、ノックアウトマウスの再入手に時間を要している。一方で、生化学解析により自発性走運動によるArcadlin発現誘導のタイムコースに関する詳細な知見が得られている。以上より、上記の判断に至った。

今後の研究の推進方策

野生型ならびにArcadlinノックアウトマウスに対して、海馬Arcadlinの増加が観察された4から8週間の自発性走運動を施す。運動期間終了後、行動解析を実施することで、情動・学習能力への影響を評価する。また、脳サンプルの生化学解析・組織学解析によりシナプス分子の発現量ならびに翻訳後修飾状態を測定することで、その分子機序を探索する。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件)

  • [雑誌論文] Disruption of CRTC1 and CRTC2 in Sim1 cells strongly increases high-fat diet intake in female mice but has a modest impact on male mice2022

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Jin、Ishikawa Fuka、Jinno Tomoki、Miyakita Motoki、Miyamori Haruka、Sasaki Tsutomu、Yokokawa Takumi、Goto Tsuyoshi、Inoue Kazuo、Matsumura Shigenobu
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 17 ページ: e0262577

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0262577

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Methylglyoxal reduces molecular responsiveness to 4 weeks of endurance exercise in mouse plantaris muscle2022

    • 著者名/発表者名
      Egawa Tatsuro、Ogawa Takeshi、Yokokawa Takumi、Kido Kohei、Goto Katsumasa、Hayashi Tatsuya
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physiology

      巻: 132 ページ: 477~488

    • DOI

      10.1152/japplphysiol.00539.2021

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relationship between protein intake and resistance training?induced muscle hypertrophy in middle-aged women: A pilot study2022

    • 著者名/発表者名
      Yasuda Jun、Murata Kao、Hasegawa Tsubasa、Yamamura Mana、Maeo Sumiaki、Takegaki Junya、Tottori Nobuaki、Yokokawa Takumi、Mori Risako、Arimitsu Takuma、Nishikori Shu、Fujita Satoshi
    • 雑誌名

      Nutrition

      巻: 97 ページ: 111607

    • DOI

      10.1016/j.nut.2022.111607

    • 査読あり
  • [雑誌論文] TLR4-Mediated Inflammatory Responses Regulate Exercise-Induced Molecular Adaptations in Mouse Skeletal Muscle2022

    • 著者名/発表者名
      Fujiyoshi Haruna、Egawa Tatsuro、Kurogi Eriko、Yokokawa Takumi、Kido Kohei、Hayashi Tatsuya
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 23 ページ: 1877

    • DOI

      10.3390/ijms23031877

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Stimulation of G<sub>s</sub> signaling in MC4R cells by DREADD increases energy expenditure, suppresses food intake, and increases locomotor activity in mice2022

    • 著者名/発表者名
      Matsumura Shigenobu、Miyakita Motoki、Miyamori Haruka、Kyo Satomi、Shima Daisuke、Yokokawa Takumi、Ishikawa Fuka、Sasaki Tsutomu、Jinno Tomoki、Tanaka Jin、Goto Tsuyoshi、Momma Keiko、Ishihara Kengo、Berdeaux Rebecca、Inoue Kazuo
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism

      巻: 322 ページ: E436~E445

    • DOI

      10.1152/ajpendo.00439.2021

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Caffeine increases myoglobin expression via the cyclic AMP pathway in L6 myotubes2021

    • 著者名/発表者名
      Yokokawa Takumi、Hashimoto Takeshi、Iwanaka Nobumasa
    • 雑誌名

      Physiological Reports

      巻: 9 ページ: e14869

    • DOI

      10.14814/phy2.14869

    • 査読あり / オープンアクセス

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公開日: 2022-12-28  

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