JP2011125326A - Method and evaluation kit for evaluating state of muscle fatigue and method for evaluating prevention and recovery effect for muscle fatigue possessed by substance - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被験者の運動疲労状態を評価する方法、並びにこの評価方法を利用することによって被験物質が有する運動疲労の予防・回復効果を評価する方法に関する。 The present invention relates to a method for evaluating the exercise fatigue state of a subject, and a method for evaluating the prevention / recovery effect of exercise fatigue possessed by a test substance by using this evaluation method.
日常生活において、適度な運動は良好な身体状態を維持したり、健康増進に有効であるが、元来、運動は身体に対するストレス刺激であるため、過度な運動は逆に身体に負の効果(感染症、運動障害、うつ症状、慢性疲労等)をもたらす。 In daily life, moderate exercise is effective for maintaining a good physical condition and improving health, but since exercise is originally a stress stimulus to the body, excessive exercise has a negative effect on the body ( Cause infection, movement disorders, depressive symptoms, chronic fatigue, etc.).
例えば、過度な運動により引き起こされる負の効果として特に重要なものとして、感染症に繋がる免疫機能の低下が挙げられる。現在までに、運動負荷前後において免疫機能が変動することについて多くの症例や研究が報告されている。このような報告においては、各種免疫担当細胞の数を測定したり、免疫担当細胞の活性を測定したりして免疫機能を評価しているが、このような従来の評価方法では、その再現性も乏しく、データが安定しないといった状況がしばしば見受けられる。 For example, a particularly important negative effect caused by excessive exercise is a decrease in immune function leading to infection. To date, many cases and studies have been reported regarding fluctuations in immune function before and after exercise. In such reports, the immune function is evaluated by measuring the number of various immunocompetent cells or by measuring the activity of the immunocompetent cells. However, there are often situations where data is not stable.
また、免疫担当細胞の数や活性の測定以外にも、運動負荷前後において変動するバイオマーカーを測定する方法などいくつかの方法が提案されているが、これら限られた因子のみを測定するだけでは運動負荷時の複雑な反応を総合的に評価することは困難であり、運動負荷または、運動負荷による疲労状態の客観的評価方法は未だ確立されているとは言えない。 In addition to measuring the number and activity of immunocompetent cells, several methods have been proposed, such as a method for measuring biomarkers that fluctuate before and after exercise, but only by measuring these limited factors. It is difficult to comprehensively evaluate complex reactions during exercise load, and it cannot be said that an objective evaluation method for exercise load or fatigue state due to exercise load has been established yet.
そのため、運動負荷時の免疫機能についてより正確な評価を可能にするために、運動負荷時の免疫担当細胞の状態をより正確に捉えることができる方法や、従来の評価方法に変わる、あるいはこれらに付加情報を与える新規マーカーの確立が求められている。 Therefore, in order to enable more accurate assessment of immune function during exercise, it is possible to change the state of immune-competent cells during exercise more accurately, to conventional assessment methods, or to these There is a need to establish a new marker that gives additional information.
一方で、このような要望に応え得る手法として分子生物学的情報の利用が注目されている。近年の分子生物学的情報生成技術の発達により、特に医療分野において、生体サンプル中の特定のRNA分子の存在頻度(遺伝子発現情報)とその生体の状態との関連が明らかになりつつある。 On the other hand, the use of molecular biological information has attracted attention as a technique that can meet such demands. With the recent development of molecular biological information generation technology, particularly in the medical field, the relationship between the presence frequency (gene expression information) of specific RNA molecules in a biological sample and the state of the living body is becoming clear.
このような、医療処置を補助する情報としてRNA等の転写産物頻度を利用する医療行為では以下のような諸段階を経て医療が行われている。具体的には、まず癌やリウマチといった目的の疾患を特定し、その目的の疾患に罹患した患者および罹患していない健常者を募り、その患者および健常者の了解の下で血液等の生体サンプルを収集する。その後、当該患者の疾患の状態の情報とともに当該生体サンプルから取得した遺伝子発現情報を解析する。そして、その疾患の状態に相関のある転写産物を特定することによって、目的の疾患の分析を可能としている。このような検査方法の例としては以下のような文献が知られている。 In such medical practice using the frequency of transcripts such as RNA as information for assisting medical treatment, medical treatment is performed through the following stages. Specifically, first, a target disease such as cancer or rheumatism is identified, and patients with the target disease and unaffected healthy persons are recruited, and a biological sample such as blood is obtained under the consent of the patient and the healthy person. To collect. Thereafter, gene expression information obtained from the biological sample is analyzed together with information on the disease state of the patient. The target disease can be analyzed by specifying a transcript that correlates with the disease state. The following documents are known as examples of such inspection methods.
ところで、この分子生物学的情報の利用対象は、疾患という特殊な生理的状態変化に限られず、年齢、性別、身体的特徴といった個人の特性や特徴、住所や住環境、職業や就労状況といった境遇や環境などの、生理的状態に変化又は影響を与える要因の効果(強度)にも、共通する遺伝子発現パターンが存在することは周知である。また、本発明者等は、運動疲労、労働疲労、特定の食品や栄養素の摂食、食習慣、生活習慣といった要因の効果においても、共通する遺伝子発現パターンが存在することを確認している。 By the way, the use of this molecular biological information is not limited to special physiological changes such as diseases, but individual characteristics and characteristics such as age, gender, and physical characteristics, conditions such as address, living environment, occupation, and working conditions. It is well known that there is a common gene expression pattern in the effect (intensity) of a factor that changes or affects the physiological state, such as the environment and the environment. In addition, the present inventors have confirmed that there are common gene expression patterns in the effects of factors such as exercise fatigue, work fatigue, eating of specific foods and nutrients, eating habits, and lifestyle habits.
こうした個人の生理的状態変化や、生理的状態に変化又は影響を与える要因の効果を反映する遺伝子発現情報を利用可能とすることは、従来、定量的な指標のない、あるいは、客観的判断が困難な生理的状態変化を可視的に明らかにすることを可能とする。 The availability of gene expression information that reflects the effects of such changes in the physiological state of individuals and the factors that affect or affect the physiological state has traditionally resulted in no quantitative indicators or objective judgments. It makes it possible to clearly reveal difficult physiological changes.
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、運動負荷による疲労状態を客観的かつ高精度に評価する方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide a method for objectively and highly accurately evaluating a fatigue state due to exercise load.
本発明はまた、上記評価方法を利用することにより、食品や飲料等の被験物質が有する運動疲労予防回復効果を評価する方法を提供することを目的とする。 Another object of the present invention is to provide a method for evaluating the effect of preventing and recovering from exercise fatigue of test substances such as foods and beverages by using the above evaluation method.
さらに、本発明は、上記評価方法に使用するための固相化試料を提供することも目的とする。この固相化試料は、本発明に係る方法において利用される遺伝子に特異的にハイブリダイズし、当該遺伝子を検出するためのプローブを適当な固相上に固定して作製される。 Another object of the present invention is to provide a solid phase sample for use in the above evaluation method. This solid phase-immobilized sample is prepared by specifically hybridizing to a gene used in the method according to the present invention and immobilizing a probe for detecting the gene on an appropriate solid phase.
本発明者らは、被験者における運動負荷による疲労状態を客観的に評価するために、検体として容易に得られ、且つ生理的状態を変化させる要因に関連する因子又はその受容体の多くを発現する末梢血に着目した。そして、本発明者らは、末梢血中で発現する遺伝子群の解析の中で、数万に上る遺伝子のmRNAの発現を網羅的に解析することで、運動疲労に比例して発現頻度が変化する遺伝子に関する新たな知見を得、さらに鋭意研究・実験を重ねた結果、本発明を完成するに至ったものである。 In order to objectively evaluate the fatigue state due to exercise load in a subject, the present inventors express many factors or receptors thereof that are easily obtained as specimens and related to factors that change the physiological state. Focused on peripheral blood. Then, the present inventors comprehensively analyzed mRNA expression of tens of thousands of genes in the analysis of gene groups expressed in peripheral blood, so that the expression frequency changes in proportion to exercise fatigue. As a result of obtaining new knowledge about the gene to be used, and further earnest research and experiments, the present invention has been completed.
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、運動疲労に比例して相対発現頻度が変動する末梢血中の遺伝子である後述の表4に列記される遺伝子群が、当該遺伝子を有する被験者の運動疲労状態を評価するために用いることが可能であること、並びに、上記遺伝子群の相対発現頻度が当該対象者において特定の食品等(被験物質)の摂取前後において変化することを利用して、当該食品等の疲労予防回復効果を評価することができることを見出した。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that genes listed in Table 4 below are genes in peripheral blood whose relative expression frequency varies in proportion to exercise fatigue. Can be used to evaluate the exercise fatigue state of a subject having the gene, and the relative expression frequency of the gene group changes before and after intake of a specific food or the like (test substance) in the subject. It was found that the effect of preventing and recovering fatigue of foods and the like can be evaluated by using
具体的には、本発明の第一の主要な観点によれば、被験者の運動疲労状態を評価する方法であって、運動疲労に比例して相対発現頻度が変動する、前記被験者の末梢血中の表4から選択される1若しくはそれ以上の遺伝子の相対発現頻度を測定する工程と、前記測定した相対発現頻度を、予め用意された遺伝子発現頻度プロファイルを用いて解析する工程と、前記解析した結果に基づき、前記被験者における運動疲労状態を評価する工程と、を有することを特徴とする、方法が提供される。 Specifically, according to a first main aspect of the present invention, there is provided a method for evaluating a subject's exercise fatigue state, wherein the relative expression frequency varies in proportion to the exercise fatigue in the peripheral blood of the subject. The step of measuring the relative expression frequency of one or more genes selected from Table 4, the step of analyzing the measured relative expression frequency using a gene expression frequency profile prepared in advance, and the analysis And a step of evaluating an exercise fatigue state in the subject based on the result.
このような構成によれば、被験者に特別な負荷を与えることなく、採血するだけで、当該被験者の運動疲労状態を評価することが可能となる。また、このような構成によれば、非侵襲的且つ簡便に被験者の運動疲労状態を評価することができる。 According to such a configuration, it is possible to evaluate the exercise fatigue state of the subject only by collecting blood without giving a special load to the subject. Moreover, according to such a structure, a test subject's exercise fatigue state can be evaluated non-invasively and simply.
また本発明に係る方法は、個人の健康管理上、運動負荷の客観的かつ簡便な評価方法として利用できる。さらに、本発明は予防医学的見地から、国民の健康の向上に大きく寄与するものである。また、本発明に係る方法は、運動による疲労状態を軽減するクールダウン法の開発、サプリメントの開発などスポーツを取り巻くビジネスに大きく貢献することができる。 In addition, the method according to the present invention can be used as an objective and simple evaluation method of exercise load for personal health management. Furthermore, the present invention greatly contributes to the improvement of the public health from the viewpoint of preventive medicine. In addition, the method according to the present invention can greatly contribute to the business surrounding sports such as the development of a cool-down method for reducing fatigue caused by exercise and the development of supplements.
また、本発明の一実施形態によれば、このような方法において、前記解析する工程は、前記測定した相対発現頻度を、運動負荷前後における相対発現頻度に基づいて作成される遺伝子発現頻度プロファイルと比較することによって行われるものである。 Further, according to one embodiment of the present invention, in such a method, the analyzing step includes calculating the measured relative expression frequency based on a gene expression frequency profile created based on a relative expression frequency before and after exercise load. This is done by comparing.
この場合、前記解析する工程は、前記測定した相対発現頻度を、運動負荷のかかる前、運動負荷中、運動負荷を停止後予め設定された所定時間以内、この所定時間の経過後、若しくはこれらの組み合わせ、における相対発現頻度に基づいて作成される遺伝子発現頻度プロファイルと比較することによって行われるものであることが好ましい。なお、前記予め設定された所定時間は、運動の種類によって変化するものである。 In this case, the step of analyzing includes measuring the relative expression frequency before applying the exercise load, during the exercise load, within a predetermined time after stopping the exercise load, after elapse of the predetermined time, or It is preferably performed by comparing with a gene expression frequency profile created based on the relative expression frequency in the combination. The predetermined time set in advance varies depending on the type of exercise.
また、本発明のさらに他の一実施形態によれば、このような方法において、前記解析する工程は、前記測定した相対発現頻度を、運動負荷前、運動負荷を開始してから4時間後、運動負荷を停止してから4時間後、運動負荷を停止してから20時間後、若しくはこれらの組み合わせにおける相対発現頻度に基づいて作成される遺伝子発現頻度プロファイルと比較することによって行われるものである。 According to still another embodiment of the present invention, in such a method, the analyzing step includes measuring the relative expression frequency before exercise load, 4 hours after starting exercise load, 4 hours after stopping exercise load, 20 hours after stopping exercise load, or by comparing with gene expression frequency profile created based on relative expression frequency in these combinations .
さらに、本発明の別の一実施形態によれば、このような方法において、前記測定する工程は、前記被験者に対して、前記被験者における運動疲労を軽減若しくは回復させる処理をする前及び処理をした後における相対発現頻度を測定するものである。 Furthermore, according to another embodiment of the present invention, in such a method, the measuring step is performed before and after the subject is subjected to a treatment for reducing or recovering exercise fatigue in the subject. The relative expression frequency is measured later.
また、本発明の第二の主要な観点によれば、被験物質が有する運動疲労を予防又は回復する効果を評価する方法であって、前記被験物質を摂取させた対象動物から採取した末梢血中の表4から選択される1若しくはそれ以上の遺伝子の相対発現頻度を測定する工程と、前記測定した相対発現頻度を、予め用意された遺伝子発現頻度プロファイルを用いて解析する工程と、前記解析した結果に基づき、前記被験物質が有する前記対象動物における運動疲労を予防又は回復する効果を評価する工程と、を有することを特徴とする、方法が提供される。 Further, according to a second main aspect of the present invention, there is provided a method for evaluating an effect of preventing or recovering exercise fatigue of a test substance, which is obtained from peripheral blood collected from a target animal ingested with the test substance. The step of measuring the relative expression frequency of one or more genes selected from Table 4, the step of analyzing the measured relative expression frequency using a gene expression frequency profile prepared in advance, and the analysis And a step of evaluating an effect of preventing or recovering exercise fatigue in the target animal of the test substance based on the result.
本発明の一実施形態によれば、このような方法において、前記解析する工程は、前記測定した相対発現頻度を、前記被験物質を摂取する前の対象動物から採取した末梢血中の表4から選択される1若しくはそれ以上の遺伝子の相対発現頻度に基づいて生成される遺伝子発現頻度プロファイルを用いて解析するものである。 According to one embodiment of the present invention, in such a method, the analyzing step comprises calculating the measured relative expression frequency from Table 4 in peripheral blood collected from a target animal before ingesting the test substance. Analysis is performed using a gene expression frequency profile generated based on the relative expression frequency of one or more selected genes.
本発明の他の一実施形態によれば、このような方法において、前記遺伝子発現頻度プロファイルは、運動負荷のかかる前、運動負荷中、運動負荷を停止後予め設定された所定時間以内、この所定時間の経過後、若しくはこれらの組み合わせ、における相対発現頻度に基づいて生成されるものである。なお、この場合、前記予め設定された所定時間は、運動の種類によって変化するものであることが好ましい。 According to another embodiment of the present invention, in such a method, the gene expression frequency profile is determined within a predetermined time period before the exercise load is applied, during the exercise load, within a predetermined time after stopping the exercise load. It is generated based on the relative frequency of expression after the passage of time or a combination thereof. In this case, it is preferable that the predetermined time set in advance changes depending on the type of exercise.
本発明のさらに他の一実施形態によれば、このような方法において、前記遺伝子発現頻度プロファイルは、運動負荷前、運動負荷を開始してから4時間後、運動負荷を停止してから4時間後、運動負荷を停止してから20時間後、若しくはこれらの組み合わせにおける相対発現頻度に基づいて生成されるものである。 According to still another embodiment of the present invention, in such a method, the gene expression frequency profile is obtained before the exercise load, 4 hours after starting the exercise load, and 4 hours after stopping the exercise load. Then, 20 hours after stopping the exercise load, or based on the relative expression frequency in these combinations.
本発明の別の一実施形態によれば、このような方法において、前記被験物質は、食品であることが好ましい。 According to another embodiment of the present invention, in such a method, the test substance is preferably a food.
また、本発明の第三の主要な観点によれば、上述の被験者の運動疲労状態を評価する方法に用いられるアレイであって、表2から選択される1若しくはそれ以上の遺伝子をコードする少なくとも一部の塩基配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズするプローブが、固体支持体上の各々異なる位置に固定してなることを特徴とするアレイが提供される。 According to a third main aspect of the present invention, there is provided an array for use in the above-described method for evaluating the exercise fatigue state of a subject, at least encoding one or more genes selected from Table 2. There is provided an array characterized in that probes that hybridize with a part of a base sequence under stringent conditions are immobilized at different positions on a solid support.
なお、上記した以外の本発明の特徴及び顕著な作用・効果は、次の発明の実施形態の項及び図面を参照することで、当業者にとって明確となる。 It should be noted that the features of the present invention other than those described above and the remarkable actions and effects will become clear to those skilled in the art with reference to the following embodiments and drawings of the present invention.
以下に、本願発明に係る一実施形態および実施例を、図面を参照して説明する。
本実施形態に係る被験者の運動疲労状態を評価する方法は、上述したように、運動疲労に比例して相対発現頻度が変動する、前記被験者の末梢血中の表4から選択される1若しくはそれ以上の遺伝子の相対発現頻度を測定する工程と、前記測定した相対発現頻度を、予め用意された遺伝子発現頻度プロファイルを用いて解析する工程と、前記解析した結果に基づき、前記被験者における運動疲労状態を評価する工程と、を有することを特徴とするものである。
Hereinafter, an embodiment and an example according to the present invention will be described with reference to the drawings.
As described above, the method for evaluating the exercise fatigue state of the subject according to the present embodiment is selected from Table 4 in the peripheral blood of the subject whose relative expression frequency varies in proportion to the exercise fatigue, or 1 The step of measuring the relative expression frequency of the above genes, the step of analyzing the measured relative expression frequency using a gene expression frequency profile prepared in advance, and the state of exercise fatigue in the subject based on the analysis result And a step of evaluating.
ここで、本発明の一実施形態において、上記各遺伝子は、運動疲労に比例して発現量が変化するものであり、後述する実施例に記載するように、運動疲労状態を特に反映しているものである。なお、本願明細書において「遺伝子マーカー」とは、「遺伝子」とほぼ同意に用いられるものであり、ある対象物の状態又は作用の評価の指標となるものであって、ここではある遺伝子の発現量と相関するときの遺伝子関連物質をいう。例えば、遺伝子それ自体、転写物であるmRNA、翻訳物であるペプチド、遺伝子発現の最終産物であるタンパク質などが含まれる。また、遺伝子の「相対発現頻度」とは、当該遺伝子の発現量を標準化したものを意味するものであり、当該遺伝子の転写レベル(転写物などの場合)または翻訳レベルにおける発現量(ポリペプチド、タンパク質などの場合)をも包含して意味するものである。 Here, in one embodiment of the present invention, each of the above genes has an expression level that changes in proportion to exercise fatigue, and specifically reflects the exercise fatigue state as described in the examples described later. Is. In the present specification, the “gene marker” is used almost as an agreement with “gene” and serves as an index for evaluating the state or action of a certain object. A gene-related substance that correlates with quantity. For example, the gene itself includes mRNA that is a transcript, peptide that is a translation, protein that is the final product of gene expression, and the like. The “relative expression frequency” of a gene means a standardized expression level of the gene, and the expression level of the gene at the transcription level (in the case of a transcript or the like) or translation level (polypeptide, (In the case of proteins, etc.).
また、本実施形態において、「運動疲労」とは、主に身体に筋肉運動が負荷されることによって発生するものであり、局所的又は全身的な筋肉の疲労をいう。また、本実施形態における「運動疲労」には、一時的又は慢性的な筋肉の疲労も含まれる。例えば、「運動疲労」は、ランニング、ジョギング、サイクリング等を含む各種運動によって発生し、いわゆる「運動」によって発生する筋肉の疲労が含まれる。 In the present embodiment, “exercise fatigue” mainly occurs when muscle exercise is loaded on the body, and refers to local or systemic muscle fatigue. In addition, “exercise fatigue” in the present embodiment includes temporary or chronic muscle fatigue. For example, “exercise fatigue” is caused by various exercises including running, jogging, cycling, and the like, and includes muscle fatigue caused by so-called “exercise”.
本実施形態において、運動疲労状態の評価は、被験者の相対発現頻度と、各種運動疲労状態におけるサンプル群の予め用意された遺伝子発現頻度プロファイルとを比較解析することによって行うことができる。或いは、運動疲労状態の評価は、同一被験者の平常時における遺伝子発現頻度プロファイルと運動疲労負荷時(運動負荷中及び運動負荷後を含む)における遺伝子発現頻度プロファイルとを比較解析することにより、当該被験者の運動疲労状態を評価するものであってもよい。この場合、上記各種運動疲労状態におけるサンプル群は、性別、年齢、運動の種類、運動の時間(休息時間を含む)等の要素によって分類してサンプリングしたものであることが好ましい。なお、予め用意された遺伝子発現頻度プロファイルは、蓄積サンプル数が多ければ多いほど好ましく、本発明に係る評価方法の精度も高くなる。また、本願発明においては、このような蓄積サンプルに係るデータや予め用意された遺伝子発現頻度プロファイルを、任意のデータベースに格納できる構成を取り得る。すなわち、本願発明は、このようなデータを格納するデータベースと、当該データ及び比較解析に必要なプログラム等を読み出して実行する解析装置をも提供することができる。このような解析装置によれば、当該データベースから蓄積データを取り出し、測定された被験者のデータと比較するだけで、被験者の運動疲労状態をいつでも簡便に評価することができる。 In this embodiment, the exercise fatigue state can be evaluated by comparing and analyzing the relative expression frequency of the subject and the gene expression frequency profile prepared in advance for the sample group in various exercise fatigue states. Alternatively, the exercise fatigue state can be evaluated by comparing and analyzing the gene expression frequency profile of the same subject under normal conditions and the gene expression frequency profile during exercise fatigue load (including during and after exercise load). The exercise fatigue state may be evaluated. In this case, the sample group in the various exercise fatigue states is preferably sampled by classification according to factors such as gender, age, type of exercise, and exercise time (including rest time). The gene expression frequency profile prepared in advance is preferably as the number of accumulated samples increases, and the accuracy of the evaluation method according to the present invention increases. Moreover, in this invention, the structure which can store the data concerning such a storage sample and the gene expression frequency profile prepared beforehand in arbitrary databases can be taken. That is, the present invention can also provide a database for storing such data, and an analysis apparatus that reads and executes the data and a program necessary for comparative analysis. According to such an analysis apparatus, the exercise fatigue state of the subject can be easily evaluated at any time simply by taking out the accumulated data from the database and comparing it with the measured data of the subject.
なお、本実施形態において、被験者の相対発現頻度の解析は、測定した相対発現頻度を、運動負荷前後における相対発現頻度に基づいて作成される遺伝子発現頻度プロファイルと比較することによって行うことができるが、運動負荷前後には、運動負荷前、運動負荷中、運動負荷後がふくまれるものとする。さらに、本実施形態において、被験者の相対発現頻度の解析は、被験者の相対発現頻度を、運動負荷前、運動負荷中、運動停止直後(運動負荷を停止後予め設定された所定時間以内)、運動負荷後(前記予め設定された所定時間の経過後)、若しくはこれらの組み合わせ、における相対発現頻度に基づいて作成される遺伝子発現頻度プロファイルと比較することによって行うことが好ましい。なお、この場合、前記予め設定された所定時間は、運動の種類、運動の強度、運動を行う主体の性別、年齢、等の要素によって変化するものであることが好ましい。従って、運動停止直後とは、運動の種類等の要素によって、運動を停止してから30分以内、20分以内、10分以内、5分以内等のように変化するものであり、運動停止後とは、それぞれ、運動を停止してから30分後、20分後、10分後、5分後等のように変化する。このように設定することで、運動の種類等の要素が変化しても、その運動によってもたらされる運動疲労状態の変化を正確に評価することができる。 In the present embodiment, the analysis of the relative expression frequency of the subject can be performed by comparing the measured relative expression frequency with a gene expression frequency profile created based on the relative expression frequency before and after exercise load. Before and after exercise load, before exercise load, during exercise load, and after exercise load shall be included. Further, in the present embodiment, the analysis of the relative expression frequency of the subject is performed by using the relative expression frequency of the subject before exercise load, during exercise load, immediately after exercise stoppage (within a predetermined time after stopping exercise load), exercise It is preferable to perform this by comparing with a gene expression frequency profile created based on the relative expression frequency after loading (after the elapse of the preset predetermined time) or a combination thereof. In this case, it is preferable that the predetermined time set in advance varies depending on factors such as the type of exercise, the intensity of the exercise, the sex of the subject performing the exercise, and the age. Therefore, “immediately after stopping exercise” means that it changes within 30 minutes, within 20 minutes, within 10 minutes, within 5 minutes, etc. after stopping the exercise, depending on factors such as the type of exercise. And the like change 30 minutes, 20 minutes, 10 minutes, 5 minutes, etc. after stopping the exercise. By setting in this way, even if factors such as the type of exercise change, changes in the exercise fatigue state caused by the exercise can be accurately evaluated.
また、本実施形態において、本発明に係る運動疲労状態の評価は、被験者の平常時の相対発現頻度を、当該被験者に対して運動疲労を軽減若しくは回復させる処理をした後における相対発現頻度と比較分析することによっても行うことができる。ここで、運動疲労を軽減若しくは回復させる処理には、食品の摂取、運動疲労を軽減等させる器具又は装置の使用、クールダウン等の疲労回復法の処理が含まれるが、これらに限られるものではない。 Further, in the present embodiment, the evaluation of the exercise fatigue state according to the present invention is performed by comparing the normal expression frequency of the subject with the relative expression frequency after performing a process for reducing or recovering the exercise fatigue for the subject. It can also be done by analysis. Here, processing to reduce or recover from exercise fatigue includes, but is not limited to, food intake, use of equipment or devices that reduce exercise fatigue, and processing of fatigue recovery methods such as cool down. Absent.
例えば、本実施形態において、各種運動疲労状態におけるサンプル群の遺伝子発現頻度プロファイルは、運動負荷前、運動負荷を開始してから4時間後、運動負荷を停止してから4時間後、運動負荷を停止してから20時間後の時間における表4の遺伝子群の発現量を測定することによって作成されることができる。また、これらの遺伝子発現頻度プロファイルは、性別や年齢等の各種要素を組み合わせて分類することもできる。そして、本実施形態に係る運動疲労状態の評価は、被験者の相対発現頻度を、上述のような遺伝子発現頻度プロファイルと比較解析することによって行われる。なお、本実施形態において、遺伝子発現頻度プロファイルの作成等、本発明に係る運動疲労状態を評価する方法において用いられる遺伝子群は、好ましくは表4に記載される遺伝子群であるが、表2に記載される遺伝子群も同様に用いることができる。
For example, in this embodiment, the gene expression frequency profile of the sample group in various exercise fatigue states is as follows: before exercise load, 4 hours after starting exercise load, 4 hours after stopping exercise load, It can be created by measuring the expression level of the gene group in Table 4 at a
ここで、本実施形態において、データの解析手法としてはクラスタ解析や各種アルゴリズム等の分子生物学又はバイオインフォマティクス等の分野で用いられる任意の解析手段を用いることができる。また、本実施形態においては、後述するように、表2の遺伝子群を、K−meansクラスタリングの結果や日内変動遺伝子の除去等に基づいて結果的に7つのクラスタに分類しているが、当該表2の遺伝子群の分類はこのような手法に限られるものではなく、任意の分類手法によって分類することができる。 Here, in the present embodiment, any analysis means used in the field of molecular biology or bioinformatics such as cluster analysis or various algorithms can be used as a data analysis method. Moreover, in this embodiment, as will be described later, the gene group in Table 2 is classified into seven clusters as a result based on the results of K-means clustering, removal of circadian variation genes, and the like. The classification of the gene group in Table 2 is not limited to such a method, and can be classified by an arbitrary classification method.
また、本実施形態において、被験物質が有する運動疲労を予防若しくは回復する効果を評価する方法は、上述したように、前記被験物質を摂取させた対象動物から採取した末梢血中の表4から選択される1若しくはそれ以上の遺伝子の相対発現頻度を測定する工程と、前記測定した相対発現頻度を、予め用意された遺伝子発現頻度プロファイルを用いて解析する工程と、前記解析した結果に基づき、前記被験物質が有する前記対象動物における運動疲労回復効果を評価する工程と、を有することを特徴とするものである。 In the present embodiment, as described above, the method for evaluating the effect of preventing or recovering the exercise fatigue of the test substance is selected from Table 4 in the peripheral blood collected from the target animal ingested with the test substance. A step of measuring a relative expression frequency of one or more genes to be analyzed, a step of analyzing the measured relative expression frequency using a gene expression frequency profile prepared in advance, and based on the analysis result, And a step of evaluating the effect of recovery from exercise fatigue in the subject animal possessed by the test substance.
ここで、本実施形態に係る被験物質とは、対象動物が摂取し得る物質であり、飲食物や各種サプリメント、栄養補助剤等の食品が含まれる。例えば、前記食品としては、エネルギー源、ビタミン、アミノ酸、抗酸化剤、ペプチド、タンパク質、ミネラル、及び脂質から成る群から選択される少なくとも1以上の食品成分を有するものが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、対象動物としては、本実施形態に係る運動疲労回復効果を評価する方法を実行し得る動物であれば問題ないが、好ましくはヒトである。 Here, the test substance according to the present embodiment is a substance that can be ingested by the target animal, and includes foods such as food and drink, various supplements, and nutritional supplements. For example, the food product includes, but is not limited to, one having at least one food component selected from the group consisting of energy sources, vitamins, amino acids, antioxidants, peptides, proteins, minerals, and lipids. Is not to be done. The target animal is not limited as long as it can execute the method for evaluating the effect of recovery from exercise fatigue according to this embodiment, but is preferably a human.
また、本実施形態において、運動疲労状態を評価する方法において使用されるアレイは、表2から選択される1若しくはそれ以上の遺伝子をコードする少なくとも一部の塩基配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズするプローブが、固体支持体上の各々異なる位置に固定してなるものである。本実施形態に係るアレイにおいて、固体支持体上に固定されるプローブは、好ましくは表4から選択される1若しくはそれ以上の遺伝子をコードする少なくとも一部の塩基配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズするものであるが、他の実施形態においては、表2から選択される1若しくはそれ以上の遺伝子をコードする少なくとも一部の塩基配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズするものであっても良い。 In this embodiment, the array used in the method for evaluating the exercise fatigue state is hybridized under stringent conditions with at least a part of the base sequence encoding one or more genes selected from Table 2. Probes to soy are fixed at different positions on the solid support. In the array according to this embodiment, the probe immobilized on the solid support preferably hybridizes under stringent conditions with at least a part of the base sequence encoding one or more genes selected from Table 4. In other embodiments, it may hybridize under stringent conditions with at least a portion of the base sequence encoding one or more genes selected from Table 2. good.
なお、上記アレイは、必要であればPCR用のプレートで代用することができ、この場合、前記プローブは、プレート上のウェルの各々異なる位置に配置している構成になっている。 The array can be replaced with a PCR plate if necessary. In this case, the probes are arranged at different positions of wells on the plate.
以下に、実施例を用いて、本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
(マーカー遺伝子の探索・選定方法)
以下に、本発明のマーカー遺伝子の探索・選定方法について説明する。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
(Marker gene search and selection method)
Hereinafter, the marker gene searching / selecting method of the present invention will be described.
発明者らは、健常被験者5名を対象にし、運動疲労前後の末梢血細胞由来RNAをサンプルとして、DNAマイクロアレイを用いて発現解析を行った。DNAマイクロアレイとは、ガラス等の支持基体上に多数の遺伝子に相当する塩基配列を有するDNA断片を固定化したものであり、ハイブリダイゼーションにより、サンプル中のDNAあるいはRNAを検出するものである。解析は遺伝子の網羅的な発現解析が可能であれば、上記DNAマイクロアレイに代えて、他のDNA固相化試料(DNAチップ、キャピラリー、メンブレンフィルター等)や定量法を利用してもよい。試験系の詳細を以下に示す。 The inventors performed expression analysis using a DNA microarray using five healthy subjects as samples and using peripheral blood cell-derived RNA before and after exercise fatigue as a sample. A DNA microarray is a DNA fragment having a base sequence corresponding to a large number of genes immobilized on a support substrate such as glass, and detects DNA or RNA in a sample by hybridization. As long as the gene expression can be comprehensively analyzed, other DNA-immobilized samples (DNA chips, capillaries, membrane filters, etc.) and quantitative methods may be used instead of the DNA microarray. Details of the test system are shown below.
試験の内容を説明し、文書にて同意を得た成人男性健常者5名を被験者とした。被験者それぞれに対して、自転車エルゴメーターを用いた最大酸素消費量の80%の強度の運動を与え、その前後4ポイント(運動負荷前(0hr)、運動負荷直後(4hr)、運動負荷後4時間(8hr)、運動負荷後20時間(24hr))にて採血を行った。 The subjects of the study were five healthy adult males who explained the contents of the study and obtained consent in writing. Each subject was given an exercise with an intensity of 80% of the maximum oxygen consumption using a bicycle ergometer, 4 points before and after that (0 hr before exercise, immediately after exercise (4 hr), 4 hours after exercise (8 hours), blood was collected 20 hours after exercise (24 hours).
上記被験者の年齢、身体情報を表1に示す。 Table 1 shows the age and physical information of the subject.
対象被験者血液からのRNAの抽出はPAXgene Blood RNA System(キアゲン社製)を用いて行った。各被験者血液から抽出したRNAの品質をバイオアナライザー2100(アジレント社製)を用いて調べ、分解が無いことを確認した。次に、各RNA250ngからアジレント社製Low RNA Input Linear Amp Kit PLUS, One−Colorを用いて、in vitro転写反応によりcRNAを増幅、同時に蛍光標識(Cy3標識)した。続いて、アジレント社製Whole Human Genome Microarray 4×44kに対して、蛍光標識されたcRNAを65℃にて17時間ハイブリさせた。アジレント社製Gene Expression Wash Bufferにて洗浄後、Agilent Scanner(アジレント社製)により蛍光画像を読み取り、さらに、アジレント社製画像数値化ソフトFeature Extractionを用いて蛍光画像における各スポットのシグナル強度の数値化を行った。 RNA extraction from the blood of the subject was performed using PAXgene Blood RNA System (Qiagen). The quality of RNA extracted from each subject's blood was examined using a bioanalyzer 2100 (manufactured by Agilent), and it was confirmed that there was no degradation. Next, cRNA was amplified from 250 ng of each RNA by an in vitro transcription reaction using Low RNA Input Linear Amp Kit PLUS, One-Color manufactured by Agilent, and simultaneously fluorescently labeled (Cy3 labeling). Subsequently, fluorescence-labeled cRNA was hybridized at 65 ° C. for 17 hours to Whole Human Genome Microarray 4 × 44k manufactured by Agilent. After washing with Agilent's Gene Expression Wash Buffer, the fluorescence image is read with Agilent Scanner (manufactured by Agilent), and the signal intensity of each spot in the fluorescence image is quantified using Agilent image digitization software Feature Extraction. Went.
数値化後のデータのノーマライゼーション処理はアジレント社製マイクロアレイ解析ソフトGeneSpring GX10を用いて行った。まず、解析に用いるマイクロアレイ間でシグナル分布が同一になるようにQuantile Normalizationを行い、マイクロアレイ間の補正をした。さらに各遺伝子にて、各被験者の運動負荷前値が「1」になるように遺伝子間の補正を行った。 The normalization process of the data after digitization was performed using the microarray analysis software GeneSpring GX10 manufactured by Agilent. First, Quantile Normalization was performed so that the signal distribution was the same between the microarrays used for analysis, and correction between the microarrays was performed. Furthermore, between each gene, correction | amendment between genes was performed so that the value before exercise load of each test subject might be set to "1".
マイクロアレイに搭載されている全41000プローブの中からシグナル強度の信頼性の高いプローブを選別するため、5被験者4タイムポイントの計20の全マイクロアレイにてシグナルが有効(アジレント社製マイクロアレイ解析ソフトGeneSpring GX10にて判定される)と判定されたプローブを抽出した。結果、23167プローブが抽出され、以降これらプローブを対象とし、解析を進めた。 In order to select probes with high signal intensity from all 41000 probes mounted on the microarray, signals are effective in all 20 microarrays of 5 subjects and 4 time points (microarray analysis software GeneSpring GX10 manufactured by Agilent) The probe determined to be determined) was extracted. As a result, 23167 probes were extracted, and the analysis proceeded with these probes as targets.
運動負荷で変動する遺伝子は、K−meansクラスタリング法を用いて負荷前後の変動パターン別に抽出した。解析は統計解析ソフトRを用いて行った。各プローブに各被験者ユニークな情報を付加し、23167×5プローブとし、これらプローブに各被験者4ポイントの時系列データを付与し、K−meansクラスタリング法によりプローブの分類を行った。K−meansクラスタリング法で分類する最適クラスタ数は、Davies−Bouldin Validity Indexを用いて決定した。第一段階でのクラスタリングで3クラスタに分類、さらにこれらそれぞれのクラスタに含まれる遺伝子群を対象とする第二段階クラスタリングで、それぞれ2,5,4のクラスタに分類し、結果計11クラスタとなった。 Genes that fluctuate due to exercise load were extracted for each fluctuation pattern before and after the load using the K-means clustering method. The analysis was performed using statistical analysis software R. Information unique to each subject was added to each probe to obtain 23167 × 5 probes, time series data of 4 points for each subject was given to these probes, and the probes were classified by the K-means clustering method. The optimal number of clusters to be classified by the K-means clustering method was determined using the Davies-Bouldin Validity Index. Classifying into 3 clusters by clustering in the first stage, and further classifying into clusters of 2, 5 and 4 respectively in the second stage clustering for the gene group included in each of these clusters, resulting in a total of 11 clusters It was.
各プローブの被験者間の再現性は、各クラスタに所属する同一プローブ数にて評価した。5被験者中4被験者以上で同一クラスタに所属する3478プローブを良再現性遺伝子として抽出した。 The reproducibility between subjects of each probe was evaluated by the same number of probes belonging to each cluster. 3478 probes belonging to the same cluster in 4 or more subjects out of 5 subjects were extracted as good reproducibility genes.
血中ホルモン、血糖、血圧をはじめとする臨床検査マーカーは日内変動することが知られており、末梢血に存在する細胞も当然、これらの変動を受けて、あるいは自らその日内周期を刻んでいる可能性がある。よって本発明者らは、上記方法で抽出したプローブには、加齢とは関係なく日内周期で変動する遺伝子が含まれている可能性があり、それらは解析のノイズになりうると考えた。 Laboratory markers such as blood hormones, blood glucose, and blood pressure are known to fluctuate within the day, and cells in the peripheral blood naturally undergo these fluctuations or have their own circadian cycle. there is a possibility. Therefore, the present inventors considered that the probe extracted by the above method may contain genes that fluctuate in the circadian cycle regardless of aging, and they may be noise in analysis.
日内変動する遺伝子群を同定するため、以下に示す新たな試験を行った。試験参加の同意を得た10名の被験者より9:00、13:00、17:00の3ポイントで採血し、上記と同様の方法でマイクロアレイデータを取得、シグナル値の補正を行った。GeneSpring GX10を用いて、9;00−13:00−17:00の3グループ間でRepeated ANOVA解析を行い、日内変動する遺伝子を抽出した。(抽出基準:Benjamini Hochberg FDR<0.05)2段階K−means法により分類した11クラスタに所属する良再現性遺伝子3478個からこれら日内変動遺伝子を除去すると、7クラスタ1411プローブが残存した。抽出したプローブの変動パターンとその所属プローブ数を図1に、プローブのアノテーションリストを表2に示す。 In order to identify genes that fluctuate within the day, the following new test was conducted. Blood samples were collected at 3 points of 9:00, 13:00, and 17:00 from 10 subjects who agreed to participate in the study, microarray data was obtained in the same manner as described above, and signal values were corrected. Using GeneSpring GX10, a repeated ANOVA analysis was performed between three groups of 9; 00-13: 00-17: 00, and genes that fluctuated in the day were extracted. (Extraction criteria: Benjamini Hochberg FDR <0.05) When these circadian variation genes were removed from 3478 good reproducibility genes belonging to 11 clusters classified by the two-step K-means method, 7 clusters 1411 probes remained. FIG. 1 shows the extracted probe variation pattern and the number of probes belonging to it, and Table 2 shows the probe annotation list.
これら遺伝子クラスタの機能的特徴について解析すべく、遺伝子オントロジー解析、パスウェイ解析などを試みたが、統計的に明確な意義付けはできなかった。そこで我々は、本解析が全血由来RNAを対象としていることに焦点を当て、各種血液細胞の特徴を表す遺伝子群とこれら分類されたCluster遺伝子群が対応づくのではないかと考え、以下に示す検討を行った。NCBI GEO血液細胞マイクロアレイデータセット(GSE3982)と自社で取得した多核球−単核球マイクロアレイデータを用いて、各種血液細胞特異的発現遺伝子セットを抽出した。さらに、抽出した各種細胞特異的遺伝子セットと運動負荷により変動する各クラスタ所属遺伝子との一致度を統計的に評価した。その結果を表3に示す。Cluster1、2に関しては多核球マーカー、好中球マーカー、Cluster4に関しては単核球マーカー、NK細胞マーカーの集積が有意であった。Cluster5に関しては、単核球マーカー、T細胞マーカーの集積が有意であった。Cluster3に関しては多核球マーカー、Cluster6に関しては単核球マーカーの集積が有意であったが、詳細な細胞の種類については明確な結果が得られなかった。Cluster7に関しては、有意な細胞マーカーは存在しなかった。これら結果より、抽出した遺伝子クラスタは、それぞれ全血中の各種細胞群の特徴を示すものと示唆された。
In order to analyze the functional characteristics of these gene clusters, gene ontology analysis and pathway analysis were attempted, but statistically unclear significance could not be obtained. Therefore, we focused on the fact that this analysis is intended for whole blood-derived RNA, and thought that the gene groups that represent the characteristics of various blood cells correspond to these classified Cluster gene groups. Study was carried out. Various blood cell-specific expression gene sets were extracted using NCBI GEO blood cell microarray data set (GSE3982) and multinuclear-mononuclear cell microarray data acquired in-house. Furthermore, the degree of coincidence between the extracted cell-specific gene sets and each cluster-affiliated gene that fluctuates depending on the exercise load was statistically evaluated. The results are shown in Table 3. For
発明者らは、これらK‐meansクラスタリング法で抽出したマーカー遺伝子群から、特に変動が著しく、被験者間でその変動が安定しているものを抽出すべく、これら遺伝子に対し統計的検定を適用した。なおこの際、変動の少ない遺伝子群であるCluster7に関しては解析から除外した。タイムポイントグループ間でのrepeated ANOVA解析によるp値が0.001未満のプローブを抽出し、各クラスタ別にそのp値が小さいものから順に20遺伝子ずつをマーカー遺伝子として選定した。結果、これらマーカー遺伝子の変動パターンとその所属プローブ数を図2に、プローブのアノテーションリストを表4に示す。 The inventors applied a statistical test to these genes in order to extract from these marker gene groups extracted by the K-means clustering method, those that are particularly fluctuating and whose fluctuation is stable among subjects. . At this time, Cluster 7, which is a gene group with little fluctuation, was excluded from the analysis. Probes having a p value of less than 0.001 by repeated ANOVA analysis between time point groups were extracted, and 20 genes were selected as marker genes in order from the smallest p value for each cluster. As a result, the variation pattern of these marker genes and the number of probes belonging to them are shown in FIG.
運動負荷による疲労状態を客観的に評価するシステムが存在しないため、抗疲労効果に関して信頼できるデータのないまま市販化されている食品、飲料、サプリメントが少なくない。我々は抽出した遺伝子マーカーを用いて食品摂取がもたらす抗疲労効果を評価できるのではないかと考え、以下に示すような試験を行った。 Since there is no system that objectively evaluates the fatigue state due to exercise load, there are many foods, beverages, and supplements that are commercially available without reliable data on anti-fatigue effects. We thought that we could evaluate the anti-fatigue effect brought about by food intake using the extracted genetic markers, and conducted the following tests.
試験参加の同意を得た成人健常被験者3名に、抗疲労効果を有する成分としてエビデンスが蓄積しつつあるイミダゾールジペプチドを含む飲料を4週間摂取させた。飲料摂取の前後で上記試験のような最大酸素消費量の80%の負荷の自転車運動負荷を与え、運動負荷前(0hr)、運動負荷直後(4hr)、運動負荷後4時間(8hr)、運動負荷後20時間(24hr))にて採血を行い、上記と同様の方法でマイクロアレイデータを取得、シグナル値の補正を行った。上記のように抽出した運動負荷による疲労状態を反映する遺伝子マーカーの、飲料摂取前、摂取時の変動パターンを図3に示す。被験者1に関しては、Cluster3では飲料摂取前に比べて摂取後で変動が抑制されたが、Cluster1、5,6にて変動が若干大きくなる傾向が認められ、飲料の摂取効果がないことが示唆された。また、被験者2に関しては、運動負荷後4時間で飲料摂取前に比べ摂取後に変動が抑制される傾向に、被験者3に関しては、運動負荷直後、負荷4時間後、負荷20時間後のいずれにおいても、摂取前に比べ摂取後に変動が抑制される傾向にあり、これら被験者では一部飲料の摂取効果があるものと考えられた。以上の結果は、抽出したマーカー遺伝子を用いて抗疲労食品の摂取効果を評価できる可能性を示唆するものであった。
Three healthy healthy subjects who obtained consent to participate in the study were ingested for 4 weeks with a beverage containing imidazole dipeptide, whose evidence is accumulating as a component having an anti-fatigue effect. Bicycle exercise load of 80% of maximum oxygen consumption as in the above test was given before and after drinking, and exercise before exercise load (0 hr), immediately after exercise load (4 hr), after exercise load for 4 hours (8 hr), exercise Blood was collected 20 hours after loading (24 hr), microarray data was obtained by the same method as described above, and signal values were corrected. FIG. 3 shows a variation pattern of the genetic marker reflecting the fatigue state due to the exercise load extracted as described above before and at the time of drinking. Regarding subject 1, the change in cluster 3 was suppressed after ingestion compared to that before ingestion of beverage, but the tendency was slightly increased in
発明者らは、運動負荷による疲労状態を反映する遺伝子マーカーのうち特に変動の大きい一部の遺伝子について、リアルタイムPCR法によりその再現性を確認した。補正用のコントロール遺伝子としては、マイクロアレイ解析で運動前後に安定したシグナル値を有していたJTB遺伝子を用いた。マイクロアレイ解析とリアルタイムPCR結果の相関を表5に示す。検討遺伝子の再現性はいずれも極めて高く、抽出した遺伝子マーカーの信頼性を保証する結果が得られた。 The inventors confirmed the reproducibility of some genes with particularly large fluctuations among gene markers reflecting the fatigue state due to exercise load by the real-time PCR method. As a control gene for correction, a JTB gene having a stable signal value before and after exercise in microarray analysis was used. Table 5 shows the correlation between microarray analysis and real-time PCR results. The reproducibility of the studied genes was extremely high, and results were obtained that ensured the reliability of the extracted gene markers.
(実験手法)
以下に、本願発明に係る一実施形態に係る遺伝子マーカーの効果を証明するために使用した実験手法および物質並びにその定義を説明する。なお、本実施形態において、以下の実験手法を用いているが、これら以外の実験手法を用いても、同様の結果を得ることができる。
(遺伝子マーカーの定量)
また、本実施形態において、遺伝子マーカーが遺伝子または遺伝子の転写物(mRNA)である場合、遺伝子マーカーの発現量の測定(定量)は、例えば、DNAチップ、マイクロアレイ法、リアルタイムPCR、ノーザンブロット法、ドットブロット法、定量的RT−PCR(quantitative reverse transcription−polymerase chain reaction)法等の種々の分子生物学的手法によってmRNA量を測定することにより行うことができる。
(Experimental method)
Hereinafter, experimental methods and substances used to prove the effect of the genetic marker according to an embodiment of the present invention and the definition thereof will be described. In the present embodiment, the following experimental method is used, but the same result can be obtained by using other experimental methods.
(Quantification of genetic markers)
In the present embodiment, when the gene marker is a gene or a transcript of the gene (mRNA), the measurement (quantification) of the expression level of the gene marker is, for example, a DNA chip, microarray method, real-time PCR, Northern blot method, It can be carried out by measuring the amount of mRNA by various molecular biological techniques such as dot blot method and quantitative RT-PCR (quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction) method.
定量的RT−PCR法に用いるプライマーとしては、遺伝子マーカーを特異的に検出することができるものであれば特に制限されるものではないが、12〜26塩基からなるオリゴヌクレオチドが好ましい。その塩基配列は、ヒトの各遺伝子の配列情報に基づいて決定する。そして、決定した配列を有するプライマーを、例えば、DNA合成機を用いて作製することができる。 The primer used in the quantitative RT-PCR method is not particularly limited as long as it can specifically detect a gene marker, but an oligonucleotide consisting of 12 to 26 bases is preferable. The base sequence is determined based on the sequence information of each human gene. And the primer which has the determined arrangement | sequence can be produced using a DNA synthesizer, for example.
一方、遺伝子マーカーが遺伝子の翻訳物(ポリペプチド)又は最終産物(タンパク質)である場合、例えば、遺伝子マーカーに対して特異的なポリクローナル抗体、モノクローナル抗体等を用いたウエスタンブロット法やELISA法などによって遺伝子マーカーの発現量の測定を行うことができるが、これらの方法に限定されるものではなく、RIA(radioimmunoassay、放射免疫測定法)、EIA(enzyme immunoassay、酵素免疫法)等、様々な手法を用いることができる。 On the other hand, when the genetic marker is a translation product (polypeptide) or final product (protein) of the gene, for example, by Western blotting or ELISA using a polyclonal antibody, monoclonal antibody, etc. specific to the genetic marker. The expression level of the gene marker can be measured, but is not limited to these methods, and various methods such as RIA (radioimmunoassay) and EIA (enzyme immunoassay) are used. Can be used.
「遺伝子」には、RNAやDNAなどの塩基配列によって示される遺伝情報をいうものである。ヒト、マウス、ラットなどの生物種間で保存されるオーソログ遺伝子なども含まれる。遺伝子は、タンパク質をコードするものだけでなく、RNAやDNAとして機能するものであってもよい。遺伝子は、その塩基配列にしたがうタンパク質をコードするのが一般的であるが、当該タンパク質と生物学的機能が同等であるタンパク質(たとえば同族体(ホモログやスプライスバリアントなど)や変異体や誘導体)をコードするものであってもよい。たとえば、遺伝情報による塩基配列によって示されるタンパク質とはわずかに塩基配列が異なるタンパク質であって、その塩基配列が遺伝子情報による塩基配列の相補配列とハイブリダイズするようなタンパク質をコードするような遺伝子であってもよい。 “Gene” refers to genetic information represented by a base sequence such as RNA or DNA. Also included are orthologous genes that are conserved among species such as humans, mice, and rats. The gene may function not only as a protein-encoding protein but also as RNA or DNA. A gene generally encodes a protein according to its base sequence, but a protein having a biological function equivalent to that protein (for example, a homologue (such as a homolog or a splice variant), a mutant or a derivative) You may code. For example, a protein encoding a protein whose base sequence is slightly different from the protein indicated by the base sequence based on genetic information, and whose base sequence hybridizes with a complementary sequence of the base sequence based on the genetic information. There may be.
「RNA」とは、1本鎖RNAだけでなく、これに相補的な配列を有する1本鎖RNAやこれらから構成される2本差RNAを含む概念である。また、totalRNA、mRNA、rRNAを含む概念である。 “RNA” is a concept including not only single-stranded RNA but also single-stranded RNA having a sequence complementary thereto and double-difference RNA composed of these. The concept also includes total RNA, mRNA, and rRNA.
「DNAチップ」「DNAアレイ」とは、プローブDNAを基板上に配した構造を有し、ハイブリダイゼーションにより、複数の遺伝子の発現を測定するものである。光学的に発現量を計測するためのものだけでなく、電気的に発現量を出力するものも含む。「DNAチップ」としては、たとえば、アフィメトリクス社のGeneChip(商標)を用いることができる。「DNAアレイ」としては、アマシャムバイオサイエンス社のCodeLink Expression Bioarray(商標)を用いることができる。なお、DNAアレイには、DNAマイクロアレイだけでなくDNAマクロアレイも含む。 “DNA chip” and “DNA array” have a structure in which probe DNA is arranged on a substrate, and measure the expression of a plurality of genes by hybridization. This includes not only optically measuring the expression level but also electrical output of the expression level. As the “DNA chip”, for example, GeneChip (trademark) manufactured by Affymetrix can be used. As the “DNA array”, CodeLink Expression Bioarray (trademark) manufactured by Amersham Biosciences can be used. The DNA array includes not only a DNA microarray but also a DNA macroarray.
「発現量」とは、遺伝子の発現量を直接的に測定した値だけでなく、所定の計算や統計学的手法によって変換された値も含む概念である。また、「遺伝子発現量」や「発現シグナル」、「遺伝子発現シグナル」、「発現シグナル値」、「遺伝子発現シグナル値」、「遺伝子発現データ」、「発現データ」等も個々の遺伝子の発現を反映する値を指すものとして同義である。 The “expression level” is a concept including not only a value obtained by directly measuring the expression level of a gene but also a value converted by a predetermined calculation or statistical method. In addition, “gene expression level”, “expression signal”, “gene expression signal”, “expression signal value”, “gene expression signal value”, “gene expression data”, “expression data”, etc. It is synonymous to indicate the value to be reflected.
「遺伝子発現」とは遺伝子の発現量により表現される生体の遺伝子発現の態様を指し、1個の遺伝子の発現量により表される場合及び複数の遺伝子の発現量により表される場合のいずれもが含まれる。また、「発現」も生体の遺伝子発現の態様を指すものとして同義である。 “Gene expression” refers to an aspect of gene expression in a living body expressed by the expression level of a gene, both when expressed by the expression level of one gene and when expressed by the expression level of a plurality of genes Is included. “Expression” is also synonymous with the expression of gene expression in a living body.
その他、本発明は、さまざまに変形可能であることは言うまでもなく、上述した一実施形態に限定されず、発明の要旨を変更しない範囲で種々変形可能である。 In addition, it cannot be overemphasized that this invention can be deform | transformed variously, It is not limited to one Embodiment mentioned above, A various deformation | transformation is possible in the range which does not change the summary of invention.
Claims (13)
運動疲労に比例して相対発現頻度が変動する、前記被験者の末梢血中の表4から選択される1若しくはそれ以上の遺伝子の相対発現頻度を測定する工程と、
前記測定した相対発現頻度を、予め用意された遺伝子発現頻度プロファイルを用いて解析する工程と、
前記解析した結果に基づき、前記被験者における運動疲労状態を評価する工程と、
を有することを特徴とする、方法。 A method for evaluating a subject's exercise fatigue state,
Measuring the relative expression frequency of one or more genes selected from Table 4 in the peripheral blood of the subject, the relative expression frequency of which varies in proportion to exercise fatigue;
Analyzing the measured relative expression frequency using a gene expression frequency profile prepared in advance;
Based on the result of the analysis, the step of evaluating the exercise fatigue state in the subject,
A method characterized by comprising:
前記解析する工程は、前記測定した相対発現頻度を、運動負荷前後における相対発現頻度に基づいて作成される遺伝子発現頻度プロファイルと比較することによって行われるものである
ことを特徴とする、方法。 The method of claim 1, wherein
The analyzing step is performed by comparing the measured relative expression frequency with a gene expression frequency profile created based on the relative expression frequency before and after exercise.
前記解析する工程は、前記測定した相対発現頻度を、運動負荷のかかる前、運動負荷中、運動負荷を停止後予め設定された所定時間以内、この所定時間の経過後、若しくはこれらの組み合わせ、における相対発現頻度に基づいて作成される遺伝子発現頻度プロファイルと比較することによって行われるものである
ことを特徴とする、方法。 The method of claim 2, wherein
In the analyzing step, the measured relative expression frequency is measured before the exercise load is applied, during the exercise load, within a predetermined time after the exercise load is stopped, after the predetermined time has elapsed, or a combination thereof. A method characterized by being performed by comparing with a gene expression frequency profile created based on a relative expression frequency.
前記予め設定された所定時間は、運動の種類によって変化するものである
ことを特徴とする、方法。 The method of claim 3, wherein
The preset predetermined time varies depending on the type of exercise.
前記解析する工程は、前記測定した相対発現頻度を、運動負荷前、運動負荷を開始してから4時間後、運動負荷を停止してから4時間後、運動負荷を停止してから20時間後、若しくはこれらの組み合わせにおける相対発現頻度に基づいて作成される遺伝子発現頻度プロファイルと比較することによって行われるものである
ことを特徴とする、方法。 The method of claim 2, wherein
In the analyzing step, the measured relative expression frequency is determined before exercise load, 4 hours after starting exercise load, 4 hours after stopping exercise load, and 20 hours after stopping exercise load. Or a comparison with a gene expression frequency profile created based on a relative expression frequency in a combination thereof.
前記測定する工程は、前記被験者に対して、前記被験者における運動疲労を軽減若しくは回復させる処理をする前及び処理をした後における相対発現頻度を測定するものである
ことを特徴とする、方法。 The method of claim 1, wherein
The method of measuring the relative expression frequency before and after performing the process of reducing or recovering the exercise fatigue in the subject in the subject.
前記被験物質を摂取させた対象動物から採取した末梢血中の表4から選択される1若しくはそれ以上の遺伝子の相対発現頻度を測定する工程と、
前記測定した相対発現頻度を、予め用意された遺伝子発現頻度プロファイルを用いて解析する工程と、
前記解析した結果に基づき、前記被験物質が有する前記対象動物における運動疲労を予防又は回復する効果を評価する工程と、
を有することを特徴とする、方法。 A method for evaluating the effect of preventing or recovering from exercise fatigue of a test substance,
Measuring the relative expression frequency of one or more genes selected from Table 4 in peripheral blood collected from the subject animal ingesting the test substance;
Analyzing the measured relative expression frequency using a gene expression frequency profile prepared in advance;
Based on the analysis result, the step of evaluating the effect of preventing or recovering exercise fatigue in the target animal that the test substance has,
A method characterized by comprising:
前記解析する工程は、前記測定した相対発現頻度を、前記被験物質を摂取する前の対象動物から採取した末梢血中の表4から選択される1若しくはそれ以上の遺伝子の相対発現頻度に基づいて生成される遺伝子発現頻度プロファイルを用いて解析するものである
ことを特徴とする、方法。 The method of claim 7, wherein
In the analyzing step, the measured relative expression frequency is based on the relative expression frequency of one or more genes selected from Table 4 in peripheral blood collected from the subject animal before ingesting the test substance. A method characterized by analyzing using a gene expression frequency profile generated.
前記遺伝子発現頻度プロファイルは、運動負荷のかかる前、運動負荷中、運動負荷を停止後予め設定された所定時間以内、この所定時間の経過後、若しくはこれらの組み合わせ、における相対発現頻度に基づいて生成されるものである
ことを特徴とする、方法。 The method of claim 7, wherein
The gene expression frequency profile is generated based on a relative expression frequency before, during, during, or after exercise load, within a predetermined time after stopping the exercise load, after a predetermined time, or a combination thereof. A method, characterized in that
前記予め設定された所定時間は、運動の種類によって変化するものである
ことを特徴とする、方法。 The method of claim 9, wherein
The predetermined time set in advance varies depending on the type of exercise.
前記遺伝子発現頻度プロファイルは、運動負荷前、運動負荷を開始してから4時間後、運動負荷を停止してから4時間後、運動負荷を停止してから20時間後、若しくはこれらの組み合わせにおける相対発現頻度に基づいて生成されるものである
ことを特徴とする、方法。 The method of claim 7, wherein
The gene expression frequency profile can be calculated by comparing relative to each other before exercise load, 4 hours after starting exercise load, 4 hours after stopping exercise load, 20 hours after stopping exercise load, or a combination thereof. It is produced | generated based on expression frequency. The method characterized by the above-mentioned.
前記被験物質は、食品である
ことを特徴とする、方法。 The method of claim 7, wherein
The test substance is a food.
表2から選択される1若しくはそれ以上の遺伝子をコードする少なくとも一部の塩基配列とストリンジェントな条件下でハイブリダイズするプローブが、固体支持体上の各々異なる位置に固定してなることを特徴とするアレイ。 An array for use in the method of claim 1, comprising:
A probe that hybridizes under stringent conditions with at least a part of a base sequence encoding one or more genes selected from Table 2 is immobilized at different positions on a solid support. An array.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2013150558A (en) * | 2012-01-24 | 2013-08-08 | Kyushu Univ | Method for evaluating fatigue state and stress state |
-
2010
- 2010-05-27 JP JP2010122001A patent/JP2011125326A/en not_active Withdrawn
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