負荷付き自発運動による海馬機能向上の分子基盤の解明

阐明通过负荷运动锻炼改善海马功能的分子基础

• 批准号: 14F04008
• 负责人: 征矢 英昭
• 金额: $ 1.47万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14F04008/
• 关键词: 負荷付き自発運動; 海馬; 認知機能; マイクロアレイ (microarray); 脳由来神経栄養因子 (BDNF); 神経新生; 脳由来神経栄養因子(BDNF); マイクロアレイ

距離より仕事量を増大させ筋肥大を誘導できる負荷付き運動が，海馬の神経新生や空間認知機能にも効果的であり，その背景として少なくともBDNFを介して情報伝達の介在を明らかにして来た．しかし，その分子基盤の全体像はいまだ明らかではなく，網羅的な検証が必要である．そこで本研究では，マイクロアレイによる遺伝子発現の網羅的解析を行い，分子基盤の全体像を海馬で明らかにすることを目的とした．実験には，１０週齢のWistar系雄ラットを安静(Sed)群・負荷なし(WR)群・体重30%負荷(RWR)群の3群に分け，4週間の運動終了後，海馬を取り出し，マイクロアレイ解析(増強：＞1.5倍，抑制：< 0.75倍)とIPA解析(機能分類と遺伝子のネットワーク構築)を行った．また, 海馬の炎症因子の遺伝子発現は定量的realtime PCRにより測定した.その結果，WR群（増強128個，抑制97個）と比較して，RWR群（増強169個，抑制468個）では，より多くの遺伝子の抑制が確認された．これらの遺伝子をIPA解析により体系化した結果，RWRでは，炎症免疫反応，タンパク質合成，細胞移動に関連する遺伝子群の変動が最も大きかった．特にRWRでは, 炎症因子(IL1B, CXCL1, CXCL9, CCL13, TNF, IL2RAなど)の抑制が顕著にみられた．負荷付き自発運動が負荷無しに比べて，海馬の適応や認知機能向上に強い効果をもたらすかについて, 遺伝子発現の網羅的解析から検討した結果, 炎症反応に関わる遺伝子群が大きく抑制される特性が明らかになった．炎症因子の多くは海馬の神経可塑性に抑制的に働くことから，炎症因子の脱抑制的なポジティブな効果とBDNFなどによるポジティブな相乗効果が負荷付き輪回し運動条件で強化され，より効果的な海馬の可塑性を高める効果が示唆された．

加载的运动可以增加距离的工作量并诱导肌肉肥大，也对海马神经发生和空间认知功能有效，并且揭示了通过至少BDNF的信息传播的介导。但是，分子基础的总体情况尚不清楚，需要全面验证。因此，这项研究旨在使用微阵列全面地分析基因表达，并阐明海马中分子基础的整体情况。在实验中，将10周龄的男性Wistar大鼠分为三组：休息（SED），卸载（WR）和30％的体重负荷（RWR）和海马疗法，在4周运动后删除了海马，并进行了微阵列分析（增强：> 1.5次：> 1.5次：抑制：<0.75次）和iPA分类（<0.75次）和IPA分类（<0.75次）和网络分析和Gene Entrogification和Gene Cififyation和Gene Cififey）和Gene ane Gene Cififyation和Gene Cififey）和Gene ane gene ande cifiendiation and gene ane gene。此外，通过定量实时PCR测量了海马炎症因子的基因表达。结果，与WR组相比，RWR组（增强的169个抑制剂和468个抑制剂）证实了更多的基因抑制作用（增强型和97个抑制剂）。通过IPA分析对这些基因进行系统化的结果，在RWR中发现了与炎症免疫反应，蛋白质合成和细胞迁移相关的基因组最显着的变化。特别是，RWR显示出对炎症因子的显着抑制（IL1B，CXCL1，CXCL9，CCL13，TNF，IL2RA等）。对基因表达的全面分析揭示了与炎症反应相关的基因组显着抑制了与炎症反应相关的基因组的特征，与无负荷相比，对海马适应和认知的改善是否具有更强的影响。由于大多数炎症因子对海马中的神经塑性作用抑制作用，因此已经提出，炎症因子的积极，抑制作用以及BDNF和其他因素在负载环旋转运动条件下增强了阳性的协同作用，从而增加了增加海马塑性的有效效应。

项目成果

Down-regulation as the dominant hippocampal gene expression profile with voluntary resistance wheel running by DNA microarray analysis.

通过 DNA 微阵列分析，下调作为主要海马基因表达谱，自愿抵抗轮运行。

• 发表时间: 2014
• 作者: Min Chul Lee;Randeep Rakwal;Junko Shibato;Koshiro Inoue;Hideaki Soya
• 通讯作者: Hideaki Soya

負荷付き自発運動は海馬の炎症因の発現を抑制する

负荷运动运动抑制海马炎症因子的表达

• 发表时间: 2014
• 作者: イ ミンチョル;Randeep Rakwal;柴藤 淳子;井上 恒志郎;岡本 正洋;征矢 英昭
• 通讯作者: 征矢 英昭

DNA microarray-based analysis of voluntary resistance wheel running reveals novel transcriptome leading robust hippocampal plasticity.

• DOI: 10.14814/phy2.12206
• 发表时间: 2014-11-01
• 期刊: Physiological reports
• 影响因子: 2.5
• 作者: Lee MC;Rakwal R;Shibato J;Inoue K;Chang H;Soya H
• 通讯作者: Soya H