2002 Fiscal Year Annual Research Report
運動に対する心臓の調節及び適応機構に関する遺伝子レベルでの検討
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02J06132
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
家光 素行 筑波大学, 医学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Keywords | 運動トレーニング / 心臓 / 遺伝子 / エネルギー供給 / 老齢 |
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| Research Abstract |
運動トレーニングにより心臓の機能や代謝,形態を改善することはよく知られている。また,運動トレーニングは,加齢による心臓の機能やエネルギー供給能力(脂質代謝能力)の低下を改善させる。しかしながら,運動トレーニングに対する心臓の適応のメカニズムにどのような遺伝子レベルの調節が関与するのかは解明されていない。peroxisome proliferator activated receptor(PPAR)-αは,ミトコンドリアのβ酸化系の酵素の遺伝子発現の調節に関与している転写因子である。そこで本研究では,老齢期の運動トレーニングによる心臓のエネルギー供給機能の改善のメカニズムにPPAR-αを介した調節が関与するとの仮説を立て,検討した。8週間の水泳トレーニングをした24カ月齢の老齢ラット(老齢水泳群)及びその間安静飼育した同月齢のラット(老齢対照群),4カ月齢の安静飼育した成獣ラット(成獣対照群)を用い,脂質代謝能力の指標としてβ酸化の主要酵素である3-hydroxyacyl CoA dehydrogenase(HAD)の活性及びHADmRNAの発現,さらにPPAR-αのmRNA及びProteinの発現を検討した。老齢水泳群は老齢対照群と比べて,左室重量/体重比や左室拡張末期径の増加,心収縮能の改善,安静時心拍数の低下を示した。HAD活性及びHAD mRNAの発現は,老齢対照群で成獣対照群より低下していたが,老齢水泳群では老齢対照群より増加していた。PPAR-αのmRNA及びProteinの発現は,老齢対照群で成獣対照群より低下していたが,老齢水泳群では老齢対照群より増加していた。さらに,HAD geneのpromoter領域のPPAR-α結合部分であるPPREの転写活性を検討するためにPPARのgel shift assayを行った。その結果,PPAR DNA binding activityは,老齢対照群で成獣対照群より低下していたが,老齢水泳群では老齢対照群より増加していた。ゆえに,老齢期からの運動トレーニングによる心臓のエネルギー供給能力改善のメカニズムにPPAR-αを介した遺伝子レベルの調節が関与していることが示唆された。
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[Publications] Motoyuki Iemitsu, et al.: "Aging-induced decrease in the PPAR-α level in the heart is improved by exercise training"American Journal of Physiology. 283. H1750-H1760 (2002)
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[Publications] Motoyuki Iemitsu, et al.: "Effects of aging and subsequent exercise training on gene expression of endothelin-1 in rat heart"Clinical Science. 103 Suppl 1. 118S-123S (2002)
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[Publications] Maeda S, Miyauchi T, Iemitsu M, et al.: "Involvement of endogenous endothelin-1 in exercise-induced redistribution of tissue blood flow : An endothelin receptor antagonist reduces the redistribution"Circuration. 106. 2188-2193 (2002)
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[Publications] Maeda S, Miyauchi T, Iemitsu M, et al.: "Effects of exercise training on gene expression of endothelin-1 mRNA in the aorta of aged rat"Clinical Science. 103 Suppl 1. 152S-157S (2002)
