Genetic variants associated with on-water sports performance: A systematic review

技術要約：水上競技のパフォーマンスに関連する遺伝的変異：系統的レビュー

問題提起
スポーツのパフォーマンスは、トレーニング、技術、そして遺伝性の複雑な相互作用として認識されており（遺伝的要因は競技ステータスの分散の約66%を説明する）、水上競技（ローイング、カヌー、カヤック、セーリング、サーフィン、ラフティング）に関連する特定の遺伝的変異については、依然として多くの場合において結論が出ていない。水泳、持久力系アスリート、および格闘技に関する系統的レビューは存在するが、水上競技における遺伝的構造を包括的に統合した研究はこれまで存在しなかった。著者らは、関連する表現型（例：筋線維組成、VO2max）において高い遺伝率が認められるにもかかわらず、水上競技の成功を駆動する特定の多型に関する文献は乏しく、しばしば矛盾していると指摘している。

方法論
本研究は、PRISMA（Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analysis）ガイドラインに従って実施された。

• 検索戦略： 2024年10月6日までのWeb of Science、Scopus、PubMedを用いた系統的な検索を行い、参考文献リストによる二次検索で補完した。検索には、遺伝学的用語（例：「SNP」、「多型」）と特定の水上競技をブール演算子で組み合わせたPECO（集団、曝露、比較、アウトカム）フレームワークを用いた。
• 選択基準： 人間を対象とし、英語で発表され、ローイング、カヌー、カヤック、セーリング、サーフィン、またはラフティングのパフォーマンスと遺伝的変異との関連を調査した研究を含めた。研究は詳細なジェノタイプ・データを提供し、ハーディ・ワインベルグ平衡（HWE）の基準を満たしていなければならない。動物実験、レビュー、社説、および詳細なジェノタイプ・データを欠く研究は除外した。
• 選択プロセス： 初期の2,248件の記録から、重複削除およびスクリーニングを経て、28件の記事が選択基準を満たした。
• 品質評価： 研究のバイアスリスクを評価するためにNewcastle–Ottawa Scale（NOS）を使用した。6点以上の研究を高品質、3〜5点を中程度、0〜2点を低品質とした。
• 分析： 遺伝的変異の異質性、一部の研究におけるHWEの不成立、およびバイアスリスクの差異により、メタ解析は実施しなかった。代わりに、知見に基づくナラティブ・シンセシス（記述的統合）が行われた。

主な貢献および結果
本レビューでは、29の異なる集団（主にロシア、ポーランド、スペイン、ブラジル、ハンガリー、オーストラリア、トルコ、中国）を含む28の研究を分析した。研究は17種類の異なる遺伝的変異と8つの遺伝子を対象としており、その大部分はローイング（22研究）に焦点を当て、次いでカヤック（4研究）、カヌー（5研究）、そしてサーフィンとラフティングに関する単一の研究であった。セーリングに関する研究は見つからなかった。

主な遺伝学的知見：

• ACTN3 (R577X): 最も多く研究されている変異である。エビデンスは、RRジェノタイプが優れたローイングのパフォーマンス（パワー／筋力）に関連することを示唆している一方、XXジェノタイプはカヤック、カヌー、ウィンドサーフィンにおける持久力パフォーマンスに関連している。しかし、カヌーのパワーとの関連については、相反する結果が存在する。
• ACE (I/D): IアレルおよびIIジェノタイプは、ローイングやラフティングにおける高い有酸素能力および持久力としばしば関連している。逆に、IIジェノタイプがエリート軽量級ローヤーにおいて出現頻度が低いとする研究もあり、DDジェノタイプは一般にパワー／スプリント競技に関連している。
• その他の変異：
  • 正の関連： GABPB1のGアレル（rs7181866）は、ローイングにおける高い持久力に関連していた。PPARAのGGジェノタイプは、エリートのポーランド人ローヤーに多く見られた。UCP2（Valアレル）およびUCP3（Tアレル）の変異は、高い有酸素パフォーマンスに関連していた。VEGF CアレルおよびVEGFR2変異は、ローイングおよびカヤックにおける持久力に関連していた。MCT1 Aアレルは、エリートローヤーにおいてより一般的であった。HIF1A SerアレルおよびPro/Serジェノタイプは、ローイングで見出された。
  • 負または無関連： AMPD1、CKMM、NOS3、GDF8（マイオスタチン）、およびPPARGC1Aについては、相反する結果または無関連の結果が報告された。例えば、ある研究ではAMPD1 TTジェノタイプが負のパフォーマンスに関連付けられたが、別の研究では関連なしとされた。同様に、NOS3 G/T多型は複数の研究において有意な関連を示さなかった。
• バイアスリスク： 含まれた28研究のうち、22研究は高品質と判定されたが、選択、比較、または曝露評価の制限により、6研究が高リスクと判定された。

意義および主張
本論文は、いくつかの構造的および機能的遺伝子（ACTN3、ACE、AMPD1、GABPB1、PPARA、TFAM、VEGF、VEGFR2、UCP2、UCP3、HIF1A、およびMCT1を含む）が水上競技のパフォーマンスに関連していることが特定されているものの、現在のエビデンスは因果関係を決定的に判断したり、メタ解析を行ったりするには不十分であると結論付けている。

著者らは、これらの知見が水上競技のアスリートのタレント・アイデンティフィケーション（才能発掘）および育成に活用でき、遺伝的ポテンシャルを最大化するためのトレーニングプログラムの個別化を可能にする可能性があると控えめに主張している。しかし、以下の点によってデータが制限されていることを強調している：

1. サンプルサイズ： 多くの研究において、特にサーフィンやラフティングのようなニッチなスポーツにおいて、アスリートの集団が小規模であった。
2. 民族的多様性： データの大部分が特定のヨーロッパおよびロシアの集団に由来しており、一般化が限定される。
3. 単一遺伝子への焦点： ほとんどの研究は、遺伝子間の相互作用やポリジェニック・プロファイルではなく、単一の多型を調査している。
4. 相反するエビデンス： 同一の変異（例：ACTN3およびACE）に関して、研究間で相違が存在する。

著者らは、水上競技における成功を可能にするこれらの多型の役割を完全に解明するためには、将来の研究において、共同ゲノムワイド関連解析（GWAS）、より大規模な多民族サンプル、および遺伝子発現や遺伝子間相互作用の調査を優先すべきであると主張している。また、アスリートの選抜における遺伝子検査の誤用に関する倫理的な検討事項についても言及している。