【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】応用健康科学

【研究領域課題番号】23300247 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ストレスマネージメント / NIRS / 前頭前野 / 高次脳機能 / 運動 / 補完代替療法 / 予防医学 / 健康科学 / ストレス / prefrontal cortex / stress / working memory / cognitive function / physical exercise / aging / depression / 脳機能 / 近赤外分光法 / 生涯発達研究

【研究成果の概要】

現代社会に蔓延するストレスは、様々な疾患の主要原因の一つである。本研究では、近赤外分光法（NIRS）を用いて、前頭前野の神経活動を計測し、自律神経系・内分泌系機能及び心理状態とともに、ストレスを客観的に評価する方法を開発した。さらに本法を用いて、中高齢者における運動療法のストレス緩和効果について検討し、軽い運動でもストレス緩和効果があることを明らかにした。さらに高齢者に軽い運動を負荷することにより、前頭前野のワーキングメモリー課題に対する反応性が上昇し、パフォーマンスが向上することが示唆された。本ストレス評価法と運動療法を組み合わせることにより、ストレス性疾患を予防できる可能性がある。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31

【配分額】17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)

【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)

【研究分野】スポーツ科学

【研究領域課題番号】19650180 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

白血球 / 活性酸素 / ストレス / 運動 / 筋損傷

【研究成果の概要】

遅発性筋肉痛は、伸張性筋収縮などの運動後数時間から1日程度経過後より発現し、2、3日後にピークとなり1週間程度で消失するが、その機序は明らかではない。運動により白血球(好中球)の活性酸素産生能と抗酸化システムのバランスが崩れると、生体に傷害を与え、サイトカイン産生や筋組織に好中球の侵入が起きるため、筋肉痛の原因として損傷・炎症説や活性酸素による傷害説が提唱されている。そこで、健康な男性8人に片足カーフレイズ運動を負荷し、運動負荷前、直後、1日後、2日後、3日後、4日後に筋肉痛の評価と下腿周径囲を測定し、採血を行った。全血より好中球が選択的に侵入する熱可逆ハイドロゲルを用いて遊走能を測定し、ルミノール依存性化学発光により活性酸素産生能を測定した。さらに血液中の筋損傷マーカーと炎症関連物質の測定を行い、筋肉痛との関連性を検討した。その結果、運動負荷1日後から筋肉痛が発現し2、3日後がピークとなり、4日後には痛みが減少した。好中球の活性酸素産生能は運動直後に上昇し、4日後には運動前と比較して有意に低下した。筋損傷マーカーのGOTは有意に上昇し、CK、ミオグロビンは上昇傾向を示した。サイトカインは抗炎症性サイトカインのIL-10のみ運動直後に有意に上昇し、GOT、CKとの間に有意な負の相関が認められた。激運動や持久性運動では好中球数が増加し活性酸素産生能が亢進する一方、生体には運動により発生する活性酸素を消去する抗酸化システムが存在する。先行研究では運動後に得られた血漿に活性酸素消去能の亢進が示されたが、本研究でもそのために好中球活性酸素産生能の抑制が生じたか、IL-10が好中球機能を抑制した可能性が考えられた。

【研究種目】萌芽研究

【研究期間】2007 - 2008

【配分額】3,300千円 (直接経費: 3,300千円)

【研究分野】衛生学

【研究領域課題番号】11670352 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

高齢者 / 調査 / 生体防御 / ライフスタイル / 運動 / 食生活 / ストレス / フローサイトメトリー / 栄養 / 生体防御機能 / 貪食 / 活性酸素 / NK活性

【研究成果の概要】

共同研究者らは埼玉県狭山市と名栗村にて、ライフスタイルと貪食・活性酸素産生能やナチュラルキラー細胞活性などの非特異的生体防御機能(非特異免疫)が密接に関係していることを明らかにしてきた。そこで一昨年より当研究室に導入された全自動細胞解析装置(FACS)を用いで免疫担当細胞上にあるマーカーと健康指標との関係を明らかにし、高齢者の健康管理に役立てることを検討し始めた。例年どおり、今年度も7月31日から8月3日までの4日間埼玉県入間郡名栗村の65歳以上の高齢者を対象とし、昨年度迄行ってきた各種アンケート調査、機能検査、採血による臨床生化学検査・NBT法による好中球貪食能・活性酸素産生能・NK活性等の測定に加えて、全T細胞(CD3)、ヘルパーT細胞(CD4)、サプレッサーT細胞(CD8)、MKT細胞(CD3/56)、MK細胞(CD16/56)の測定を行い、免疫能を多角的に調査し、高齢者の生活習慣のなかで何が生体防御機能に大きな影響を与えているかを明らかにすることを試みた。
これらの測定結果のうちライフスタイルの変化に応じてもっとも鋭敏に変化したのは好中球機能で(刺激試験時の貪食能、活性酸素産生能)、特に食生活、ストレスおよびモラールテストとの関係が強く、多くの項目で顕著な有意差を示した。しかし、各種機能検査との関係はそれほど顕著ではなく、わずかに男性の握力や、反射神経で差が認められたに過ぎなかった。一方、リンパ球では栄養のバランスの良い人、甘いものを好む人、男性で酒を飲まない人、逆に果実酒や養命酒などを好む人、女性で肥満傾向の少ない人などで高値を示した。MK細胞数は食生活や運動に関する項目と関連していたが、好中球機能と異なりストレスとの差は顕著ではなかった。NKT細胞数も食生活との関連が認められた他、趣味の有無で差が認められた。しかし、ストレスやモラールテストとの関係は全く認められなかった。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1999 - 2001

【配分額】3,500千円 (直接経費: 3,500千円)

【研究分野】衛生学

【研究領域課題番号】10670327 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

免疫 / 癌 / ラット / ストレス / 運動 / セレン / スピルリナ / フローサイトメトリー / スピルリオ / 非特異免疫 / 臨床検査 / SST-2細胞 / 腫瘍細胞 / 生体防御機能 / 自由運動 / 活性酸素 / 強制運動 / 特異免疫 / 生化学検査 / SST2細胞

【研究成果の概要】

〔目的〕われわれは今までに各種ライフスタイルと生態防御機能との関係について動物実験、高齢者の健康管理、アンケート法による調査などにより多方面の研究を行ってきたが、その中でストレスの少ない適度な自由運動が非特異免疫能を中心とした生態防御機能の向上に大きな役割を果たしていることを見出して来た.そこで積み重ねられたいろいろな手法を用いてこれらのライフスタイルの癌細胞に与える影響を腫瘍の大きさと各種生態防御機能より把握することを試み、次の3種の実験を行った.
〔実験〕(1)平成10年度:皮下移植腫瘍(SST-2)の移植に伴う非特異免疫系を中心とする生態防御機能の変化に与えるストレスの影響。(2)平成11年度:皮下移植腫瘍(SST-2)の移植に伴う非特異免疫系を中心とする生態防御機能の変化に与える運動の影響。(3)平成12年度:皮下移植腫瘍(SST-2)の移植に伴う非特異免疫系を中心とする生態防御機能の変化に与える抗酸化作用を持つ補助食品の影響。
{結果と考察}ストレス方法としては電気刺激とそれを見ている心理ストレス群の2群を設定した.ストレス負荷により腫瘍は有意に増大したが、腫瘍移植前までストレス負荷し、移植後ストレス負荷を停止した群は両群とも対照群より有意に腫瘍が軽かった.しかもこれらの傾向は好中球機能、NK活性、リンパ球幼若化機能でもそれを裏付ける結果を示した。自由運動は腫瘍が有意に軽かったが、強制運動は対照群と変わらなかった.しかしNK活性は両群とも有意に高かった.補助食品としてはセレンとスピルリナに対する影響を見たが、両群とも対照群に比べ腫瘍の大きさは小さかった.ストレスや運動ほどの大きな差は認められなかったが、腫瘍を移植されたスピルリナ群はリンパ球のサブセットを誘導している可能性を示唆する結果を示した.

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】1998 - 2000

【配分額】3,800千円 (直接経費: 3,800千円)