早産児の有酸素運動トレーニング能力の低さのミトコンドリア DNA の特徴

極早産で生まれた若年成人（VPTB; 在胎期間 32 週以下）は、有酸素運動トレーニング (AET) に対する反応が障害されており、多くの場合、AET 後の有酸素能力 (VO2max) が変化しないことが特徴です。 これは、人生早期の心血管疾患リスクの上昇をAETが相殺する可能性を減少させる。VPTBのトレーニング能力の低さは、既知のミトコンドリア機能不全に関連しており、早生まれによるミトコンドリア成熟の鈍化によって起こると考えられている。 現在、この集団の VO2max トレーニング能力を向上させる治療法はありません。

ヒトとマウスを対象とした私たちの研究室のデータは、ミトコンドリア DNA (mtDNA) 変異体およびその他のミトコンドリア ゲノムの側面が VO2max のトレーニング能力に役割を果たしているということを実証しています。 ヒトの場合、研究者らは、AET後にVO2maxが最も大きく増加した人は、ミトコンドリアのヘテロプラスミー（mtDNA全体にわたる配列の変化）の発生率が高いことを発見した。 対照的に、VO2max にほとんど変化がなかった人ではヘテロプラスミーが減少しました。 ヘテロプラスミーの減少は、mtDNA 損傷の増加と相関しており、運動がこれらの個人のミトコンドリアに過度の酸化ストレスを与えていることを示唆しています。 研究者らはまた、トレーニング能力が低い人々から13のmtDNA変異体を特定したが、これはおそらく運動トレーニング後のヘテロプラスミー反応の低下に関連していると考えられる。 これらのデータは、AET に対する mtDNA ヘテロプラスミーの応答によって特徴付けられる遺伝的多様性が、AET に対する VO2max の適応性を決定する重要な要素であることを示しています。 現在まで、VPTB ミトコンドリア ゲノムは特徴付けられていません。 mtDNA が母性遺伝であることを考えると、早生まれによるマイトゲノムの変異の発症は、生みの母親と比較して容易に特定できるでしょう。 重要なことに、これらのマイトゲノム変異体は、ヘテロプラスミーに対する AET の影響とその訓練可能性の低さを知らせる可能性があります。 したがって、VPTB ミトコンドリアゲノムの特徴と、AET がこれらの動態にどのように影響するかを特徴付けることが重要です。

私たちの長期的な目標は、運動が治療と予防策として有益であることが知られている、不釣り合いに高い疾患リスクに直面しているVPTB若年成人のミトコンドリア機能とVO2maxトレーニング能力を改善することです。 したがって、この出願の全体的な目的は、i) VPTB によって誘導される mtDNA の配列変化、ヘテロプラズミー、および損傷を特徴づけること、および ii) これらの mtDNA 形質および心臓のミトコンドリア酸化と相関することが知られている細胞におけるミトコンドリア機能に対する AET の影響を決定することです。能力：すなわち末梢血単核球（PBMC）。 我々の中心的な仮説は、VTPB若年成人は独特のmtDNA変異体/変異を持ち、AETは正常正期産（NTB）成人と比較してミトコンドリア酸化能力の低下とともにPBMC mtDNAヘテロプラスミーとコピーを大幅に減少させるというものである。 このプロジェクトの理論的根拠は、VPTB mtDNA のユニークな側面と AET に対するヘテロプラスミー応答を特徴付けることで、将来の研究の標的となり得る、その貧弱な訓練可能性の根本的なメカニズムを明らかにできる可能性があるということです。 これらの目的を達成するために、研究者らは次の 2 つの特定の目的を評価します。 目的 1: VPTB 若年成人における有益な mtDNA 変異を評価する。 研究者らは、生みの母親と比較して、VPTB の子孫には新たな mtDNA 変異が存在するだろうと仮説を立てています。

目的 2: VPTB および NTB 若年成人におけるミトコンドリア酸化能力と mtDNA ヘテロプラスミー、コピー数、および単離 PBMC の病変に対する AET の影響を決定する。 研究者らは、VPTB成人は、同年齢のNTB成人と比較して、AET後にmtDNAヘテロプラスミーの減少と病変の増加を示すと仮説を立てている。

提案された研究を完了した後、私たちが期待する成果は、VPTB成人のAETに対するmtDNA変異体とヘテロプラスミー反応の独特の特徴を特定し、訓練可能性の低さを説明することです。 これらの結果は、VPTB成人の心血管疾患のリスクを軽減し、生活の質を向上させるための戦略としてmtDNAを標的とする将来の研究の基盤となるため、研究者にとってプラスの影響を与えることが期待される。