エピジェネティック時計に及ぼす長期的な運動トレーニングの効果

2022 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20K19520
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 河村 拓史 早稲田大学, スポーツ科学学術院, その他(招聘研究員) (80823327)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: 全身持久力 / 生物学的老化 / エピジェネティック時計 / DNAのメチル化 / 運動トレーニング / High-capacity runner / Low-capacity runner

研究実績の概要

本年度は、長期的な運動トレーニングが多臓器におけるエピジェネティック時計に及ぼす影響を検証するため、持久運動能力を基に繁殖が繰り返されたLow-capacity runner群（LCR群）8匹とHigh-capacity runner群（HCR群）8匹の計16匹の高齢ラットを対象に、6ヶ月間のVoluntary exerciseを行わせた。一日当たりの平均走行距離は、LCR群が3.3±2.1 km、HCR群が11.7±5.2 kmであった。また、各群の最大酸素摂取量は、LCR群が35.0±9.0 mL/kg/min、HCR群が58.9±22.3mL/kg/minであり、HCR群のそれはLCR群と比べて有意に高い値を示した（p = 0.036）。一方で、Morris Water Maze testによる脳機能テストでは、LCR群およびHCR群の5日間の平均値において、有意な交互作用（グループ×時間）は認められなかった。これら2つの生理学的テストを終えた後に、2日間の休息を挟み、ラットの臓器（海馬、心臓、肺、腎臓、肝臓、腓腹筋、ヒラメ筋、足底筋および大腸）の摘出を行った。
今年度は、予算の都合により、前年度に生理学的テストおよび解剖を行ったSedentary群、計16匹の4つの臓器（海馬、心臓、ヒラメ筋および大腸）を用いて、還元型バイサルファイトシークエンス法（RRBS-Seq）によるDNAのメチルレベルの解析を行っている。ここで得られたデータを基に、ラットの各臓器におけるエピジェネティック年齢を算出し、LCRおよびHCR群の生物学的老化度を比較する。これにより、高い最大酸素摂取量が生体各臓器における生物学的老化の遅延と関係するのか否かを明らかにするとともに、いずれの臓器においてその程度が最も大きいのかを併せて検証する。

研究成果

• [国際共同研究] ハンガリースポーツ科学大学(ハンガリー)
  • 国名: ハンガリー
  • 外国機関名: ハンガリースポーツ科学大学
• [国際共同研究] カリフォルニア大学ロサンゼルス校(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: カリフォルニア大学ロサンゼルス校
• [雑誌論文] Associations between cardiorespiratory fitness and lifestyle-related factors with DNA methylation-based aging clocks in older men: WASEDA’S Health Study (2023)
  • 著者名/発表者名: Kawamura T, Radak Z, Tabata H, Akiyama H, Nakamura N, Kawakami R, Ito T, Usui C, Jokai M, Torma F, Kim HK, Miyachi M, Suzuki K, Torii S, Ishii K, Sakamoto S, Oka K, Higuchi M, Muraoka I, McGreevy K.M., Horvath S, Tanisawa K
  • 雑誌名: medRxiv 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1101/2023.04.12.23288187
  • オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] DNA methylation clock DNAmFitAge shows regular exercise is associated with slower aging and systemic adaptation (2022)
  • 著者名/発表者名: Jokai M, Torma F, McGreevy KM, Koltai E, Bori Z, Babszki G, Bakonyi P, Gombos Z, Gyorgy B, Aczel D, Toth L, Osvath P, Fridvalszky M, Teglas T, Ligeti B, Kalcsevszki R, Posa A, Kujach S, Olek R, Kawamura T, Seki Y, Suzuki K, Tanisawa K, Goto S, Boldogh I, Ba X, Szabo D, Davies KJA, Horvath S, Radak Z
  • 雑誌名: medRxiv 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1101/2022.07.22.22277842
  • オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Accelerated epigenetic changes may contribute to the development of hepatic insulin resistance revealed by NADH FLIM (2023)
  • 著者名/発表者名: Koloncs A, Kawamura T, Szipocs R, Radak Z
  • 学会等名: 15th MiPconference: Bioenergetics
  • 国際学会