【研究領域課題番号】20H00574 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

エクソソーム / 加齢 / 運動 / 脳 / うつ / バイオマーカー / BDNF / 機能性食品 / 骨格筋 / 分子メカニズム / 炎症 / 酸化ストレス / 生理活性因子

【研究成果の概要】

【目的】脳由来神経栄養因子BDNFは神経細胞の発生、成長、維持、再生を促進させるが、
最近の研究からうつやアルコール依存において血中BDNF量が減少することが示されており、うつ病のバイオマーカーや治療標的として注目されている。また、BDNFは脳以外の腸管粘膜においても発現することが明らかになっており、脳腸相関の観点から食による腸由来BDNFの制御が脳機能制御に重要な役割を果たす可能性がある。近年の研究から食品成分によって腸細胞から分泌されるエクソソームにより脳機能が制御されることが示唆されている。そこで本年度の研究では、腸細胞に作用しBDNFやエクソソームの分泌を促す食品因子を同定することを目的とした。
【方法】BDNFの分泌に関する研究では、腸細胞のモデルであるCaco2細胞に19種類の食品成分を作用させ、BDNFの分泌に及ぼす影響をELISAを用いて細胞培養液中のBDNFタンパク質量を測定した。エクソソーム分泌に関する研究では、腸細胞のモデルであるCaco2細胞に19種類の上記実験と同じ食品成分を作用させ、エクソソーム膜局在タンパク質であるCD9（エクソソーム量のマーカータンパク質）の分泌に及ぼす影響をELISAを用いて細胞培養液中のエクソソーム量を測定した。
【結果と考察】BDNF分泌に関する研究では、本年度に検討した食品成分について、BDNFの分泌を促進するものは同定されなかった。また、エクソソーム分泌に関する研究では、CD9をマーカーとしたエクソソーム分泌に対する食品成分の影響を検討した。その結果、4種の成分がエクソソーム分泌を促進することを明らかにした。現在、この作用に関して特許出願の準備を進めている。また、関連する情報収集のために総説を作成し、論文発表も進めた。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2020-04-01 - 2024-03-31

【配分額】45,240千円 (直接経費: 34,800千円、間接経費: 10,440千円)

【研究分野】応用健康科学

【研究領域課題番号】15H01833 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

翻訳動態 / リボソームプロファイリング / 運動 / 骨格筋 / 老化 / 遺伝子ネットワーク / バイオマーカー / 骨格筋適応 / 共発現遺伝子ネットワーク解析 / ストレス / トレーニング / 網羅的翻訳動態解析 / 機能解析 / マウス / 共発現遺伝子ネットワーク / 翻訳 / 細胞 / マイクロRNA / 網羅的解析

【研究成果の概要】

老化マウスモデルと若齢マウス、早老マウスモデル、そして一過性運動モデルマウスと持久性運動モデルマウスにおいて、次世代シーケンサーを活用して網羅的mRNA発現解析と網羅的翻訳動態解析であるリボソームプロファイリングを行った。これらの解析により得られた変動因子について、リアルタイムPCRとウェスタンブロット法により転写産物とタンパク質量変化をそれぞれ検討した。さらに、骨格筋におけるシステムレベルでのネットワーク変化を捉えるために、共発現遺伝子ネットワーク解析を行い、興味深い遺伝子の新機能の可能性を見出した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31

【配分額】40,820千円 (直接経費: 31,400千円、間接経費: 9,420千円)

【研究分野】疫学・予防医学

【研究領域課題番号】25670303 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

メタボローム / 疫学 / バイオマーカー / 予防医学 / 運動 / 食事 / 飲酒

【研究成果の概要】

本研究において、アミノ酸をはじめとする極性物質と脂質類をそれぞれメタボローム測定することとした。後者は、本研究を通じて前処理、測定条件の確立を進め、安定的な測定条件の確立によって血漿を用いて脂肪酸類、アシルカルニチン、酸化脂肪酸、胆汁酸類等が測定できる系をほぼ確立した。データ解析については、「健康の要因」として運動、飲酒、食事摂取を、「健康状態」と肝機能障害、高血圧、メタボリック症候群を取り上げ、CE-MS法で測定した血漿中代謝物との関連性を、交絡因子や多重比較性の調整を行いつつ検討した。その結果、飲酒、運動、蛋白質摂取のそれぞれに関連した血漿中のアミノ酸および関連代謝物質が同定された。

【研究種目】挑戦的萌芽研究

【研究期間】2013-04-01 - 2014-03-31

【配分額】3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)

【研究分野】循環器内科学

【研究領域課題番号】24591060 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

時計遺伝子 / 運動 / 体内リズム / 生活習慣 / 循環器病 / 急性冠症候群 / コホート研究 / バイオマーカー / 慢性心不全 / ゲノム多型

【研究成果の概要】

運動の体内リズムへの作用の検討の為、毛包細胞を使い時計遺伝子活性を測定した。就寝前の過度の運動により、PER3の位相が有意に偏位した。一方、PER3の振幅は有意差がなかった。過剰な夜間の運動がPER3の位相の変化をもたらし、睡眠の質に影響を与えることが示唆された。運動療法がリズム異常による病気の治療になる可能性と、アスリートが体内リズムを正常に維持し、適正な運動効率を保つためには厳格な運動時間のスケジュール管理が必要である。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)

【研究分野】応用健康科学

【研究領域課題番号】23240097 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

バイオマーカー / プロテオミクス / マイクロアレイ / リボソームプロファイリング / 運動 / ストレス / 筋損傷 / 炎症 / ホルモン / サイトカイン / マイクロRNA / 尿 / 老化 / エクソソーム / プロテオーム解析 / 酵素免疫測定法 / ウェスタンブロット / 活性酸素

【研究成果の概要】

運動ストレスに応答するバイオマーカーを検索するため、激運動前後の血液・尿サンプルでプロテオーム解析を行い、運動前後で変動したスポットに関して質量分析装置で同定した。そのうち、尿で顕著な上昇を示した分子についてELISAを構築した。また、血中に存在するマイクロRNAに着目し、マイクロアレイを用いた網羅的解析により一過性レジスタンス運動に応答する複数の血中マイクロRNAを同定し、リアルタイムPCRを用いて発現を定量した。さらに、遺伝子発現の網羅的解析に関しては、特に翻訳動態変化の解析に特化したリボソームプロファイリングの立ち上げに国内で初めて成功し、バイオマーカー開発への応用を開始した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2011-04-01 - 2015-03-31

【配分額】49,010千円 (直接経費: 37,700千円、間接経費: 11,310千円)