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2013 Fiscal Year Research-status Report

脳機能亢進をもたらす乳酸の新規生理機能の解明

Research Project

Project/Area Number 25560344
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Research InstitutionRitsumeikan University

Principal Investigator

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

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Keywords認知症 / 運動 / 神経細胞
Research Abstract

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。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

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。

Strategy for Future Research Activity

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。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

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。

  • Research Products

    (12 results)

All 2013 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (5 results) Book (3 results)

  • [Journal Article] Modest hypoxia significantly reduces triglyceride content and lipid droplet size in 3T3-L1 adipocytes2013

    • Author(s)
      Hashimoto T, Yokokawa T, Endo Y, Iwanaka N, Higashida K, Taguchi S
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 440 Pages: 43-49

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2013.09.034

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cyclic restricted feeding enhances lipid storage in 3T3-L1 adipocytes.2013

    • Author(s)
      Hashimoto T, Endo Y
    • Journal Title

      Lipids in Health and Disease

      Volume: 12 Pages: 76-79

    • DOI

      10.1186/1476-511X-12-76

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Exercise-inducible factors to activate lipolysis in adipocytes2013

    • Author(s)
      Hashimoto T, Sato K, Iemitsu M
    • Journal Title

      Journal of Applied Physiology

      Volume: 115 Pages: 260-267

    • DOI

      10.1152/japplphysiol.00427.2013

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Interaction between myoglobin and mitochondria in rat skeletal muscle2013

    • Author(s)
      Yamada T, Furuichi Y, Takakura H, Hashimoto T, Hanai Y, Jue T, Masuda K
    • Journal Title

      Journal of Applied Physiology

      Volume: 114 Pages: 490-497

    • DOI

      10.1152/japplphysiol.00789.2012

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] L6 Lactate Exposure Promotes Mitochondrial Biogenesis in Primary Neuronal Culture

    • Author(s)
      Yokokawa T, Yamamoto N, Morimura N, Mishina M, Tanaka H, Hashimoto T
    • Organizer
      日本分子生物学会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド(兵庫県)
  • [Presentation] Voluntary running exercise with new supplement increases muscle mass via follistatin activation

    • Author(s)
      Oishi Y, Hashimoto T
    • Organizer
      18th European College of Sport Science
    • Place of Presentation
      バルセロナ(スペイン)
  • [Presentation] Body composition of human limbs by using BIA and MRI

    • Author(s)
      Yoshikawa M, Kurihara T, Taguchi S, Yamauchi J, Hashimoto T
    • Organizer
      18th European College of Sport Science
    • Place of Presentation
      バルセロナ(スペイン)
  • [Presentation] Exercise-induced ATGL upregulation involves AMPK in skeletal muscle

    • Author(s)
      Higashida K, Higuchi M, Hashimoto T
    • Organizer
      18th European College of Sport Science
    • Place of Presentation
      バルセロナ(スペイン)
  • [Presentation] Lipid metabolism: Molecular regulation and integrated responses to exercise. “Lipid droplet remodeling and control of lipolysis”

    • Author(s)
      Hashimoto T
    • Organizer
      60th American College of Sport Medicine
    • Place of Presentation
      インディアナポリス(アメリカ)
  • [Book] 運動による脂肪分解のメカニズムに関する最新情報2013

    • Author(s)
      橋本健志、家光素行
    • Total Pages
      2
    • Publisher
      JATI Express
  • [Book] 運動で効果的に脂肪を燃焼させる最新情報2013

    • Author(s)
      橋本健志、家光素行
    • Total Pages
      2
    • Publisher
      JATI Express
  • [Book] 運動による抗肥満効果の分子メカニズム2013

    • Author(s)
      橋本健志、家光素行
    • Total Pages
      2
    • Publisher
      JATI Express

URL: 

Published: 2015-05-28  

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