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2023 年度 実績報告書

骨格筋細胞培養工学を活用した統合的アンチエイジングのための生体応用研究基盤の創成

研究課題

研究課題/領域番号 21H03384
配分区分補助金
研究機関立命館大学

研究代表者

橋本 健志  立命館大学, スポーツ健康科学部, 教授 (70511608)

研究分担者 宮本 直和  順天堂大学, スポーツ健康科学部, 先任准教授 (20420408)
中村 友浩  大阪工業大学, 工学部, 教授 (30217872)
塚本 敏人  早稲田大学, スポーツ科学学術院, 講師(任期付) (70802099)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2026-03-31
キーワード脳内代謝 / 認知機能 / 中高齢者 / 3D培養筋 / メタボローム / 運動
研究実績の概要

骨格筋の減退化が健康寿命阻害の初発段階であることを鑑みると、健康寿命の延伸に効果的な処方を策定するにあたり、運動や外的刺激がもたらす骨格筋の機能向上機序を細胞レベルで把握し、それが他の器官にどういった好適な作用を誘発し、ひいては生体システムを好適化するか、生体という複雑系に応用展開する実践的研究基盤形成が必要である。この需要に訴求すべく、本研究は、生体筋に近似した3D骨格筋培養細胞をプラットフォームとし、マイオカイン分泌に好適な運動・栄養処方を模倣する生理的刺激を検出するとともに、それら処方(運動・栄養処方)をヒトへ応用展開する、統合的アンチエイジングのための生体応用研究基盤を創成することを目的としたものである。
今年度は、3D骨格筋培養システムを活用し、筋肥大効果を有することが明らかとなったマカ(栄養素)と電気刺激による筋収縮(運動)の併用効果の検証を実施した。マカと電気刺激の併用によって、効果的に筋肥大を惹起することを認め、国際誌に公表した。さらに、3D培養筋の収縮システムに関する論文も公表した。
加えて、統合的アンチエイジングのためのヒトへの実践的応用(運動・栄養処方)方略の効果検証も実施した。一過性の運動・栄養(必須アミノ酸)処方により、認知機能の亢進効果を明らかにした。この成果を、国際誌に公表した。さらに、高強度間欠的運動が愛情ホルモンとも言われるオキシトシンの分泌に及ぼす影響、異なる運動様式が、一種のマイオカインに位置付けられる乳酸産生に及ぼす影響、カフェイン摂取がジャンプパフォーマンスに及ぼす影響について、国際誌に公表した。
このように、培養細胞並びにヒトを対象とした研究を往還して進めている。

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

3D骨格筋培養システムを活用し、一定の成果を挙げ、国際誌にて公表されたことが理由である。3D培養筋の収縮システムに関する論文ならびにマカ(栄養素)と電気刺激による筋収縮(運動)の併用効果の検証に関する論文である。
また、一過性の運動と栄養の認知機能の亢進に対する併用効果についても、ヒトを対象に実験を実施することができ、有意義な結果を得て、国際誌にて公表されたことも理由である。さらに、カフェインの介入によるジャンプパフォーマンス向上効果についても有意義な知見を得、国際誌にて公表された。加えて、長時間の低酸素環境が認知パフォーマンスに及ぼす影響、高強度間欠的運動がオキシトシン分泌や脳循環制御に及ぼす影響など、国際共同研究成果も得られた。

今後の研究の推進方策

引き続き、運動に栄養を組み合わせることで、効果的に認知実行機能や筋機能を改善し得る方略を検討していく。解析中のデータや知見は整理し、まとめて、学術論文にて公表する。また、投稿中の論文についても学術論文にて公表する。さらに、健常若年男性に対する一過性のレジスタンス運動と栄養素の併用効果の検証実験結果についても、論文にまとめていく。その際、栄養素とマイオカイン分泌、そして認知機能の関係について、詳細に検討する。
このように、培養細胞並びにヒトを対象とした研究を往還して進めていく。

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 8件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] University of Copenhagen(デンマーク)

    • 国名
      デンマーク
    • 外国機関名
      University of Copenhagen
  • [国際共同研究] University of South Wales(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of South Wales
  • [雑誌論文] Circulating Plasma Oxytocin Level Is Elevated by High-Intensity Interval Exercise in Men2023

    • 著者名/発表者名
      TSUKAMOTO HAYATO、OLESEN NIELS D.、PETERSEN LONNIE G.、SUGA TADASHI、SORENSEN HENRIK、NIELSEN HENNING B.、OGOH SHIGEHIKO、SECHER NIELS H.、HASHIMOTO TAKESHI
    • 雑誌名

      Medicine and Science in Sports and Exercise

      巻: 56 ページ: 927~932

    • DOI

      10.1249/MSS.0000000000003360

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Essential amino acid supplements ingestion has a positive effect on executive function after moderate-intensity aerobic exercise2023

    • 著者名/発表者名
      Dora Kento、Tsukamoto Hayato、Suga Tadashi、Tomoo Keigo、Suzuki Asuka、Adachi Yusuke、Takeshita Masamichi、Kato Yumiko、Kawasaki Mika、Sato Wataru、Imaizumi Akira、Karakawa Sachise、Uchida Hirohisa、Hashimoto Takeshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 ページ: 22644

    • DOI

      10.1038/s41598-023-49781-z

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The lactate response to a second bout of exercise is not reduced in a concurrent lower-limb exercise program2023

    • 著者名/発表者名
      Tsukamoto Hayato、Suga Tadashi、Dora Kento、Sugimoto Takeshi、Tomoo Keigo、Isaka Tadao、Hashimoto Takeshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 ページ: 21337

    • DOI

      10.1038/s41598-023-48670-9

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Novel platform for quantitative evaluation of medicinal efficacy based on contractility of artificial skeletal muscle2023

    • 著者名/発表者名
      KISHISHITA Kota、NAKAMURA Tomohiro、MIZUTANI Marino、FUJISATO Toshia、HASHIMOTO Takeshi、MATSUI Naoko、MARUKI-UCHIDA Hiroko、IEMOTO Naoki、YOKOYAMA Sho
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      巻: 18 ページ: 23-00396

    • DOI

      10.1299/jbse.23-00396

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Acute hypoxia impairs posterior cerebral bioenergetics and memory in man2023

    • 著者名/発表者名
      Ando Soichi、Tsukamoto Hayato、Stacey Benjamin S.、Washio Takuro、Owens Thomas S.、Calverley Thomas A.、Fall Lewis、Marley Christopher J.、Iannetelli Angelo、Hashimoto Takeshi、Ogoh Shigehiko、Bailey Damian M.
    • 雑誌名

      Experimental Physiology

      巻: 108 ページ: 1516~1530

    • DOI

      10.1113/EP091245

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Attenuated pulsatile transition to the cerebral vasculature during high‐intensity interval exercise in young healthy men2023

    • 著者名/発表者名
      Sugawara Jun、Hashimoto Takeshi、Tsukamoto Hayato、Secher Niels H.、Ogoh Shigehiko
    • 雑誌名

      Experimental Physiology

      巻: 108 ページ: 1057~1065

    • DOI

      10.1113/EP091119

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Ergogenic Effects of Very Low to Moderate Doses of Caffeine on Vertical Jump Performance2023

    • 著者名/発表者名
      Matsumura Teppei、Takamura Yuki、Fukuzawa Kazushi、Nakagawa Kazuya、Nonoyama Shunya、Tomoo Keigo、Tsukamoto Hayato、Shinohara Yasushi、Iemitsu Motoyuki、Nagano Akinori、Isaka Tadao、Hashimoto Takeshi
    • 雑誌名

      International Journal of Sport Nutrition and Exercise Metabolism

      巻: 33 ページ: 275~281

    • DOI

      10.1123/ijsnem.2023-0061

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Prospects of glucose and lactate metabolism in exercise science2024

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Hashimoto
    • 学会等名
      日本生理学会
    • 国際学会
  • [学会発表] A Contactless Measurement of Mind Activity During Conversation Using Video Analysis2024

    • 著者名/発表者名
      Kanaru Fumimoto, Yusuke Sakaue, Shima Okada, Ryohei Tsuji, Naruhiro Shiozawa, Kazuho Yamaura, Takeshi Hashimoto, Masaaki Makikawa
    • 学会等名
      IEEE 42nd International Conference on Consumer Electronics
    • 国際学会
  • [学会発表] The relationship between eudaimonic well-being and heart rate variability2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshino Murakami, Yuuki I Wayan, Kaito Hashimoto, Teppei Matsumura, Daisuke Goto, Hayato Tsukamoto, Takeshi Hashimoto
    • 学会等名
      Society of Psychophysiological Research, SPR 2023 Annual Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] 脳と筋の機能に対する運動・栄養アプローチ2023

    • 著者名/発表者名
      橋本健志
    • 学会等名
      日本スポーツ栄養学会
    • 招待講演
  • [学会発表] 運動誘発性乳酸を基軸とした組織間機能連関2023

    • 著者名/発表者名
      橋本健志
    • 学会等名
      西日本肥満研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] The order of concurrent exercise affects the degree of exercise-induced acute cognitive improvement2023

    • 著者名/発表者名
      Kento Dora, Tadashi Suga, Takeshi Sugimoto, Keigo Tomoo, Takeshi Hashimoto, Hayato Tsukamoto
    • 学会等名
      European College of Sport Science, 28th Annual Congress of the European College of Sport Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Combined effects of coca flavanol intake and resistance exercise on executive function2023

    • 著者名/発表者名
      I Wayan Yuuki, Asuka Suzuki, Kento Dora, Teppei Matsumura, Kazushi Fukuzawa, Yoshino Murakami, Shunya Nonoyama, Hayato Tsukamoto, Takeshi Hashimoto
    • 学会等名
      European College of Sport Science, 28th Annual Congress of the European College of Sport Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Combined effects of mechanical stress and nutrition on muscle hypertrophic signals by using contractile 3D-Engineered Muscle2023

    • 著者名/発表者名
      Dong Yi, Takeshi Sugimoto, Takeshi Hashimoto
    • 学会等名
      European College of Sport Science, 28th Annual Congress of the European College of Sport Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Even at very low dose, caffeine improves vertical jump performance in a dose-independent manner2023

    • 著者名/発表者名
      Teppei Matsumura, Yuki Takamura, Kazushi Fukuzawa, Kazuya Nakagawa, Shunya Nonoyama, Keigo Tomoo, Hayato Tsukamoto, Yasushi Shinohara, Motoyuki Iemitsu, Akinori Nagano, Tadao Isaka, Takeshi Hashimoto
    • 学会等名
      European College of Sport Science, 28th Annual Congress of the European College of Sport Science
    • 国際学会
  • [学会発表] Cognitive fatigue during aerobic exercise can be reduced by flavanol-rich cocoa flavanol consumption2023

    • 著者名/発表者名
      Hayato Tsukamoto, Sota Yoneya, Takahiro Koyama, Asuka Suzuki, I Wayan Yuuki, Kento Dora, Takeshi Hashimoto
    • 学会等名
      American College of Sports Medicine, 2023 ACSM Annual Meeting & World Congress
    • 国際学会
  • [図書] 日本スポーツ栄養研究誌2024

    • 著者名/発表者名
      橋本 健志、I Wayan Yuuki、Dong Yi、杉本 岳史
    • 総ページ数
      -
    • 出版者
      日本スポーツ栄養研究会

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公開日: 2024-12-25  

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