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博士学位論文審査報告書 大学名

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Academic year: 2022

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(1)2012年 12月25日. 博士学位論文審査報告書. 大学名. 早稲田大学. 研究科名. スポーツ科学研究科. 申請者氏名. 三上恵里. 学位の種類. 博士(スポーツ科学). 論文題目. Exploring mitochondrial and nuclear DNA polymorphisms associated with elite Japanese athlete status 日本人のエリートアスリートステータスに関連する ミトコンドリアおよび核遺伝子多型の探索. 論文審査員. 主査 早稲田大学教授. 樋口 満 教育学博士(東京大学). 副査 早稲田大学教授. 村岡 功 博士(医学)(東京医科大学). 副査 早稲田大学教授. 彼末一之 工学博士(大阪大学) 医学博士(大阪大学). 副査 早稲田大学客員教授 田中雅嗣 医学博士(名古屋大学) 東京都健康長寿医療センター研究所 部長 副査 東京都健康長寿医療センター研究所 研究員 福 典之 博士(医学) (名古屋大学). アスリートの競技レベルは、環境要因だけでなく遺伝要因によっても影響を受けることが知られてい る。トップアスリートの競技パフォーマンスに影響を及ぼす遺伝要因を明らかにすることができれば、適 性種目の選択やタレント発掘などに応用できる可能性がある。本博士論文では、日本人トップアスリー.

(2) トの競技レベルや競技特性に関連する遺伝子多型を、ミトコンドリア DNA および核 DNA の両面から明 らかにするために、以下に示す研究1~4が実施された。 研究1では、日本人トップアスリートの競技特性に関連するミトコンドリアハプログループ(連鎖したミト コンドリア DNA 多型のセット)を同定するため、日本人トップアスリート群と日本人コントロール群の間で アジア人に特異的なミトコンドリアハプログループの頻度比較が行われた。その結果、ミトコンドリアハプ ログループ G1 の頻度がコントロール群と比較して持久系競技者群で有意に高く、ハプログループ F の 頻度がコントロール群と比較し瞬発系・パワー系競技者群で有意に高いことが明らかとなった。 本研究は以下に示すスポーツ医学分野の国際学術誌に原著論文として掲載されている。 Mikami E, Fuku N, Takahashi H, Ohiwa N, Scott RA, Pitsiladis YP, Higuchi M, Kawahara T, Tanaka M: Mitochondrial haplogroups associated with elite Japanese athlete status. British Journal of Sports Medicine 45:1179-1183, 2011 研究2では、日本人トップアスリートの競技特性に関連するミトコンドリア遺伝子多型の全貌を明らか にするため、185 名の日本人トップアスリートにおいて、ミトコンドリア DNA 全塩基配列の決定が行われ た。その結果、21種のミトコンドリア遺伝子多型が日本人トップアスリートの競技特性と関連することが 明らかとなった。その中で、7種のミトコンドリア遺伝子多型が持久系競技特性と関連しており、それら はコントロール領域に存在する散発性の多型、もしくはサブハプログループ D4e や D4g に特異的な多 型であった。一方、21種中12種の多型が瞬発系・パワー系競技特性と関連しており、それらはコントロ ール領域に存在する散発性の多型、もしくはハプログループ G やサブハプログループ G2a に特異的 な多型であった。さらに、瞬発系・パワー系競技者群では 12S ribosomal RNA や cytochrome c oxidase subunit I 遺伝子領域に存在するレアバリアントの数がコントロール群と比較して有意に多かっ た。 本研究の一部はすでに以下に示すスポーツ医科学分野の国際学術誌に原著論文として受諾さ れており、その他の部分も国際学術誌に投稿中である。 Mikami E, Fuku N, Takahashi H, Ohiwa N, Pitsiladis YP, Higuchi M, Kawahara T, Tanaka M:Polymorphisms in the control region of mitochondrial DNA associated with elite Japanese athlete status. Scand inavian Journal of Medicine and Science in Sports, [in press];.

(3) 研究 3 では、これまでに報告されている核遺伝子多型の中で最も影響が大きいと考えられて いるαアクチニン 3(ACTN3)R577X 遺伝子多型と日本人陸上競技選手の競技レベルや競技特 性との関連性が検討された。αアクチニン 3 は速筋線維における Z 膜の主要な構成タンパクで ある。解析の結果、ACTN3 R577X 遺伝子多型の RR 型もしくは RX 型の頻度がコントロール群 と比較して瞬発系・パワー系競技者群で有意に高かった。さらに、RR 型もしくは RX 型を有す る男子 100m 走選手の自己ベストタイムは XX 型と比較して有意に速かった。100m 走の自己ベ ストタイムに対する ACTN3 R577X 遺伝子多型の貢献度は 11.7%であった。 研究4では、これまでに欧米人を中心とした先行研究で運動能力に関連すると報告されてい る核遺伝子多型とミトコンドリア遺伝子多型の複合的な影響が検討された。先行研究で報告さ れている複数の遺伝子多型を元に瞬発系・パワー系の合計遺伝子型スコアおよび持久系の合計 遺伝子型スコアを算出したが、これらの合計遺伝子型スコアとアスリートの競技特性および競 技レベルとの間に関連性は認められなかった。このことは欧米人での先行研究の結果をそのま まアジア人へ適用することは難しいということを示している。そこで、解析を行った全ての多 型の中で、日本人アスリートの競技特性および競技レベルに関連する多型を明らかにするため、 それぞれの多型が個別に検討された。その結果、6 つの多型(rs1815739 ACTN3, rs2228570 VDR, m.3970C>T MT-ND1, rs699 AGT, rs41274853 CNTFR, rs7832552 TRHR)が日本人トップアスリート の瞬発系・パワー系競技特性と関連し、4 つの多型(rs1815739 ACTN3, rs8111989 CKM, rs5443 GNB3, rs660339 UCP2)が日本人トップアスリートの持久系競技特性と関連していた。 さらに、これらの多型の複合的な影響を検討するため、改訂版の合計遺伝子型スコアが算出 された。その結果、改訂版の合計遺伝子型スコアは、アスリートの競技レベルと有意に関連し ており、このスコアで国際レベルのアスリートと、地域レベルのアスリートもしくは非競技者 を有意に区別できることが明らかとなった。これらの改訂版の合計遺伝子型スコアは、国際レ ベルのアスリートステータスに対して 3.1~9.2%の貢献度を有していた。 研究3,4の成果はそれぞれ、すでに国際学術誌に原著論文として投稿されており、速やか な受諾が期待される。 本博士論文における一連の精力的な研究によって、日本人トップアスリートステータスに関.

(4) 連するミトコンドリアおよび核遺伝子多型が同定された。さらに、それらの多型から算出され た改訂版の合計遺伝子型スコアは、まだ精度は十分ではないが、国際レベルのアスリートステ ータスをある程度予測することを可能にした。今後このスコアの精度を高めることができれば、 適性種目の選択やタレント発掘などの現場において、一つの客観的な指標として合計遺伝子型 スコアを用いることができる可能性があり、スポーツ科学分野に大いに貢献できるものと期待 される。. よって、三上恵里が申請した博士学位論文は、博士(スポーツ科学)の学位を授与するに十 分値するものと認める。 以上.

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