Epigenetic mechanisms for physiological adaptations to hypoxic training
低氧训练生理适应的表观遗传机制
基本信息
- 批准号:20K23295
- 负责人:
- 金额:$ 1.83万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
- 财政年份:2020
- 资助国家:日本
- 起止时间:2020-09-11 至 2021-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
本研究は人工的な常圧低酸素環境で行う運動トレーニング、すなわち低酸素トレーニングによる骨格筋の適応メカニズムについて、DNA塩基配列の変化を伴わない後天的なゲノム修飾による遺伝子発現調節機構 (エピジェネティクス) の観点から検討を行うことを目的として実施した。研究初年度は、ラット骨格筋の有酸素性エネルギー代謝を亢進する低酸素トレーニングモデルを構築し、これらの適応に関わる分子メカニズムについてヒストン修飾に着目して検討を行った。若齢雄性ラットを対象に、常酸素曝露/安静群(NS)、常酸素曝露/トレーニング群 (NT)、低酸素曝露/安静群 (HS)、低酸素曝露/トレーニング群 (HT) に分け、NTおよびHT群には一定期間運動学習 (トレッドミル走) をさせた後、間欠的高強度トレーニングを6週間実施した。なお全ラットは常酸素環境で飼育し、HSおよびHT群についてはトレーニング時のみ酸素濃度14.5% の常圧低酸素環境に曝露した。その後ラット骨格筋 (腓腹筋) を収集し、クエン酸合成酵素(CS)のタンパク質発現、ヒストン脱アセチル酵素(HDAC5)、リジン脱メチル化酵素 (LSD1)、およびリジンメチル化酵素 (MLL4) についてウェスタンブロッティング法により定量した。その結果、CSとMLL4についてNT群ではNS群と比較して有意な変化は観察されなかったが、HT群はNS群と比較して有意な高値を示し、低酸素トレーニングにより骨格筋の有酸素性エネルギー代謝が亢進し、そのメカニズムの一つとしてMLL4の増大が関与している可能性が示唆された。今後は日本学術振興会特別研究員PDとして、低酸素トレーニングによる骨格筋の適応応答を司るエピジェネティックな遺伝子発現修飾についてクロマチン免疫沈降法やDNAメチル解析等、多角的な解析に着手する予定である。
In this study, we investigated the mechanism of gene expression regulation in the artificial environment of low acid and high pressure. At the beginning of the study, the study was conducted to investigate the effects of acid metabolism, low acid metabolism and molecular modification on the structure and adaptation of bone marrow. If the male phase is opposite to the normal phase, the normal phase exposure/quiet phase (NS), the normal phase exposure/quiet phase (NT), the low phase exposure/quiet phase (HS), the low phase exposure/quiet phase (HT), the NT phase and the HT phase, the exercise learning phase is delayed for a certain period of time, and the high intensity phase is delayed for 6 weeks. The total acid concentration was 14.5% and the exposure to low-acid environment was 14.5% when the HS and HT groups were cultured. The following enzymes were identified in the serum: β-glucuronidase (CS), β-glucuronidase (HDAC5), β-glucuronidase (LSD1), β-glucuronidase (MLL4), β-glucuronidase (CS), β-glucuronidase (HDAC5). The results showed that CS and MLL4 had the highest activity in NT group, NS group and HT group, and the highest activity in HT group and NS group. In the future, special researcher PD of Japan Society for the Promotion of Science and Technology will start to analyze the structure of bone and tendon by using the method of immunoprecipitation, DNA analysis, etc.
项目成果
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