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2013 年度 実施状況報告書

脳機能亢進をもたらす乳酸の新規生理機能の解明

研究課題

研究課題/領域番号 25560344
研究種目

挑戦的萌芽研究

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, 准教授 (70511608)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワード認知症 / 運動 / 神経細胞
研究概要

本研究は、運動効果の分子機序としての乳酸が神経細胞のミトコンドリア増殖を誘発し、認知症の改善や記憶などの脳機能にどのような影響をもたらすかを探究する、すなわち、生体内乳酸濃度調節が脳に及ぼす効果の検証を行うものである。
海馬の初代培養細胞に対して乳酸を添加した結果、ミトコンドリアバイオジェネシスに関連したシグナル経路の活性化を誘発することを明らかにした。このことから、乳酸によるミトコンドリアバイオジェネシスの誘導が、運動による神経機能亢進並びに神経変性疾患予防の分子機序の一端を担っている可能性が示唆された。
一方、ラットに対する乳酸を基軸としたサプリメントの慢性的な投与及び習慣的な運動の併用が、ミトコンドリア増殖に影響を及ぼすのか検討した。運動および乳酸を基軸としたサプリメント投与により、ミトコンドリア関連タンパク質、脳の神経・血管新生関連タンパク質、神経に局在するタンパク質の発現が、有意な増加および増加傾向を示した。このことから、乳酸が運動による神経機能亢進並びに神経変性疾患予防効果を高める可能性が示唆された。
今後は、アルツハイマー型認知症モデルラットに対する乳酸投与と低強度運動との併用が、記憶・学習能力増強および認知機能の改善をもたらすかについて明らかにし、アルツハイマー型認知症の予防または改善に効果的な運動・栄養処方の確立のための学術的基礎の構築を目指す。最終的に、アルツハイマー型認知症の予防または改善に効果的な運動・栄養処方を確立し、それを実践することを目標とする。

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

海馬の初代培養細胞に対して乳酸を添加した結果、ミトコンドリアバイオジェネシスに関連したシグナル経路の活性化を誘発することを明らかにできた。
また、運動および乳酸を基軸としたサプリメント投与により、ミトコンドリア関連タンパク質、脳の神経・血管新生関連タンパク質、神経に局在するタンパク質の発現が、有意な増加および増加傾向を示した。
これらは当初計画していた研究内容であり、概ね順調に研究が遂行できていると判断できる。

今後の研究の推進方策

今後は、アルツハイマー型認知症モデルラットに対する乳酸投与と低強度運動との併用が、記憶・学習能力増強および認知機能の改善をもたらすかについて明らかにし、アルツハイマー型認知症の予防または改善に効果的な運動・栄養処方の確立のための学術的基礎の構築を目指す。
また、これまでの研究成果について、さらに検体数を増やして再現性を確認した後に、学術論文として公表する。

次年度の研究費の使用計画

当初の計画では、実験動物や試薬などの消耗品の購入のために予算を執行する予定であったが、研究者が行っている別の研究課題の成果を、本研究で活かすことができたため、相当額を執行しなかった。
次年度に、研究成果を学会や学術誌にて国際的に発信するために使用する。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (5件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Modest hypoxia significantly reduces triglyceride content and lipid droplet size in 3T3-L1 adipocytes2013

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto T, Yokokawa T, Endo Y, Iwanaka N, Higashida K, Taguchi S
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 440 ページ: 43-49

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2013.09.034

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cyclic restricted feeding enhances lipid storage in 3T3-L1 adipocytes.2013

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto T, Endo Y
    • 雑誌名

      Lipids in Health and Disease

      巻: 12 ページ: 76-79

    • DOI

      10.1186/1476-511X-12-76

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exercise-inducible factors to activate lipolysis in adipocytes2013

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto T, Sato K, Iemitsu M
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physiology

      巻: 115 ページ: 260-267

    • DOI

      10.1152/japplphysiol.00427.2013

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interaction between myoglobin and mitochondria in rat skeletal muscle2013

    • 著者名/発表者名
      Yamada T, Furuichi Y, Takakura H, Hashimoto T, Hanai Y, Jue T, Masuda K
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physiology

      巻: 114 ページ: 490-497

    • DOI

      10.1152/japplphysiol.00789.2012

    • 査読あり
  • [学会発表] L6 Lactate Exposure Promotes Mitochondrial Biogenesis in Primary Neuronal Culture

    • 著者名/発表者名
      Yokokawa T, Yamamoto N, Morimura N, Mishina M, Tanaka H, Hashimoto T
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(兵庫県)
  • [学会発表] Voluntary running exercise with new supplement increases muscle mass via follistatin activation

    • 著者名/発表者名
      Oishi Y, Hashimoto T
    • 学会等名
      18th European College of Sport Science
    • 発表場所
      バルセロナ(スペイン)
  • [学会発表] Body composition of human limbs by using BIA and MRI

    • 著者名/発表者名
      Yoshikawa M, Kurihara T, Taguchi S, Yamauchi J, Hashimoto T
    • 学会等名
      18th European College of Sport Science
    • 発表場所
      バルセロナ(スペイン)
  • [学会発表] Exercise-induced ATGL upregulation involves AMPK in skeletal muscle

    • 著者名/発表者名
      Higashida K, Higuchi M, Hashimoto T
    • 学会等名
      18th European College of Sport Science
    • 発表場所
      バルセロナ(スペイン)
  • [学会発表] Lipid metabolism: Molecular regulation and integrated responses to exercise. “Lipid droplet remodeling and control of lipolysis”

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto T
    • 学会等名
      60th American College of Sport Medicine
    • 発表場所
      インディアナポリス(アメリカ)
  • [図書] 運動による脂肪分解のメカニズムに関する最新情報2013

    • 著者名/発表者名
      橋本健志、家光素行
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      JATI Express
  • [図書] 運動で効果的に脂肪を燃焼させる最新情報2013

    • 著者名/発表者名
      橋本健志、家光素行
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      JATI Express
  • [図書] 運動による抗肥満効果の分子メカニズム2013

    • 著者名/発表者名
      橋本健志、家光素行
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      JATI Express

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公開日: 2015-05-28  

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