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：
土橋祥平
金额：
$ 1.83万
依托单位：
Juntendo University
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

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。

这项研究是在人工缺氧环境中进行的运动训练，即由于氧气训练低而导致的骨骼肌骨骼肌肉适应的机制，这是通过获得的基因组修饰（Epiegenetics）的遗传形成机构。从中检查）。在研究的第一年中，构建了一个低氧训练模型，以增强大鼠骨骼肌的有氧能量代谢，并构建了这些适应性的分子机制，集中于历史孔修饰。对于年轻的雄性大鼠，将其分为普通的氧气暴露/静息组（NS），常规氧气/训练组（NT），低氧暴露/休息（HS），缺氧暴露/训练组（HT）。 HT组进行了运动学习（跑步机）一段时间，进行了间歇性的高强度训练六个星期。所有大鼠均在正常的酸环境中繁殖，HS和HT组暴露于正常的缺氧环境中，氧气浓度仅在训练过程中为14.5％。然后收集大鼠骨骼肌肉（胃肠肌肌肉），柠檬酸合成酶（CS）的蛋白表达，组蛋白至 - 乙酰酶（HDAC5），溶蛋白 - 循环酶（LSD1）和利齐蛋白 - 甲基化的enzymes（Methylized enzymes（Mll4）（Mll4）（Mll4）。结果，与NS组相比，CS和MLL4没有观察到显着变化，但是与NS组相比，HT组的价格很高，氧气训练是有氧骨骼肌肉。，其中一种机制可能与MLL4的增加有关。将来，日本学术促进协会特别研究人员PD计划启动多方面的分析，例如染色质免疫喷水法和DNA甲基分析，例如染色质免疫喷水法和DNA甲基分析，以控制骨骼肌肉的适应。