高強度運動は高脂肪食を維持した肥満マウスの認知機能と海馬脳由来神経栄養因子発現を改善する

High-intensity exercise improves cognitive function and hippocampal brain-derived neurotrophic factor expression in obese mice maintained on high-fat diet.

• Tae-Won Kim
• Kyung-Wan Baek
• Hak Sun Yu
• Il-Gyu Ko
• Lakkyong Hwang
• Jung-Jun Park

抄録

我々は、食事のコントロールを行わずに、脳由来神経栄養因子（BDNF）の発現を増加させ、空間学習と記憶を改善することができる運動の強度を見つけたいと考えた。C57BL/6マウスに60％高脂肪食（HFD）を6週間与えて肥満を誘導した。肥満誘発マウスは、様々な運動のin-tensitiesで8週間トレッドミルで運動させた。HFD-コントロール（n=7）、HFD-低強度運動（HFD-LIE、n=7、75分間12 m/min）、HFD-中強度運動（HFD-MIE、n=7、60分間15 m/min）とHFD-高強度運動（HFD-HIE、n=7、50分間18 m/min）を行った。マウスを犠牲にする１週間前にモリスワター迷路試験を行い、犠牲後直ちに海馬を摘出した。海馬におけるBDNF（遺伝子にコードされる）とトロポミオシン受容体キナーゼB（TrkB）の発現量を定量的リアルタイム逆転写ポリメラーゼ連鎖反応とウエスタンブロットにより解析した。Morris水迷路試験の最後のプローブテストでは、HFD-HIE群は他の群に比べて標的象限の占有率が有意に高かった（<0.05）。また、プロモーター領域からのmRNA発現は、HFD-HIE群で他の群に比べて有意に高いことがわかった(<0.001)。シグニフィカンスのレベルには若干の差があったが、BDNFとTrkBの両方の発現レベルは、HFD-HIE群で他の群に比べて有意に高かった。したがって、再臨的に高強度の有酸素運動を行うことで、食事のコントロールを行わなくても、高脂肪食の脳への悪影響に抵抗することができると考えられます。

We wanted to find the intensity of exercise that could increase brain- derived neurotrophic factor (BDNF) expression and improve spatial learning and memory without dietary control. C57BL/6 mice were fed a 60% high-fat diet (HFD) for 6 weeks to induce obesity. Obesity-induced mice were exercised on a treadmill for 8 weeks at various exercise in-tensities: HFD-control (n=7), HFD-low-intensity exercise (HFD-LIE, n= 7, 12 m/min for 75 min), HFD-middle intensity exercise (HFD-MIE, n=7, 15 m/min for 60 min) and HFD-high-intensity exercise (HFD-HIE, n=7, 18 m/min for 50 min). One week before sacrificing mice, the Morris wa-ter maze test was performed, and the hippocampus was immediately removed after sacrifice. The expression levels of BDNF (encoded by the gene ) and tropomyosin receptor kinase B (TrkB) in the hippo-campus were analyzed by quantitative real-time reverse transcription- polymerase chain reaction and western blot. In the last probe test of the Morris water maze test, occupancy in the target quadrant was sig-nificantly higher in the HFD-HIE group (<0.05) than in the other groups. In addition, mRNA expression from the promoter region was found to be significantly higher in the HFD-HIE group than in the other groups (<0.001). Although there were some differences in the levels of signifi-cance, the expression levels of both BDNF and TrkB were significantly higher in the HFD-HIE group than in the other groups. Therefore, rela-tively high-intensity aerobic exercise can resist the adverse effects of a high-fat diet on the brain without dietary control.

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