加齢と身体不活動に伴う末梢神経退行の縦断的検証と高齢期熱ストレス治療法の開発
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17K01879
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Applied health science
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| Research Institution | Kyoto Tachibana University |
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Principal Investigator |
崎田 正博 京都橘大学, 健康科学部, 教授 (10582190)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
村上 慎一郎 姫路獨協大学, 医療保健学部, 教授 (30454763)
藤野 英己 神戸大学, 保健学研究科, 教授 (20278998)
熊谷 秋三 九州大学, キャンパスライフ・健康支援センター, 教授 (80145193)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2018)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 加齢 / 老化 / 酸化ストレス / 末梢神経 / 髄鞘 / 毛細血管 / 応用健康科学 / 神経科学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は加齢による末梢神経萎縮に注目した。加齢による末梢神経萎縮は、神経線維の中でも有髄線維の髄鞘で著明であり、髄鞘と神経周囲毛細血管との相互作用悪化で生じる。また、低強度運動により、これら相互作用の改善が明らかにされている。しかし、高齢者の中には運動の奨励が困難な場合も多い。そこで、本研究の目的は加齢による末梢神経と毛細血管退行に対して、極超短波照射による熱ストレス刺激を与え、細胞保護因子の発現・誘導促進による退行予防の有用性を検証し、運動介入以外の新たな予防方法を開発する。
研究代表者は、運動以外の方法(深部熱(極超短波)刺激)で末梢神経と毛細血管退行の予防・改善効果を検証する必要性があると考え、本研究の着想に至った。本研究の目的は以下の2つである。研究 1：加齢と身体不活動に伴う脛骨神経・毛細血管の生存・分化因子と退行因子の両面の均衡バランス動態を縦断的に検証し、退行現象の全体像を明らかにする。研究 2：高齢期脛骨神経に極超短波を照射し、熱耐性タンパク質(熱ショックタンパク質：HSPs)の役割を利用して脛骨神経と毛細血管双方の細胞保護(酸化・低酸素ストレスの耐性) と相互作用を促進させ、脛骨神経と毛細血管の構造維持・改善の効果を検証することである。
当該年度は、身体不活動高齢期ラット（95週齢）を身体不活動群、有酸素運動群および熱ストレス輻射群の3群に無作為に割り付け、1ヶ月介入した。介入1ヶ月後、3群の後肢末梢神経、足底筋（白筋優位）およびヒラメ筋（赤筋優位）を採取した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
飼育環境を一定に統制した状態で継続飼育した身体不活動高齢ラット（95週齢）を身体不活動群、有酸素運動群および熱ストレス輻射群の3群に無作為に割り付けた。有酸素運動群の運動強度・頻度は4回/週、7m/分、30分で実施し、熱ストレス輻射群は4回/週、42℃のインキュベーションを70分で実施した。有酸素運動群の運動強度が有酸素運動の範囲内で実施できているかを確認するため、初回の介入時における運動実施前と運動実施直後で静脈血中乳酸値を測定した。その結果、運動前後の乳酸値に有意な差は認められず、有酸素運動であることが確認された。また、熱ストレス輻射群には深部温（直腸温）を測定し、熱ショックタンパク質の発現が有意となる40℃から41℃に達する時間を測定した。その結果、42℃のインキュベーションを開始後、70分経過時点で直腸温が約41℃に達し、その後の介入でインキュベーション時間を70分とした。4週間の介入後、3群における後肢の末梢神経（坐骨神経から脛骨神経）、足底筋（白筋優位）およびヒラメ筋（赤筋優位）を採取した。また、成年期と（30週齢）と中年期（60週齢）の脛骨神経の切片を作成後に髄鞘染色を実施した結果、成年期と中年期の軸索径および髄鞘厚に有意差は認められなかった。しかし、脛骨神経内の毛細血管3次元構築像解析では、成年期に比べ中年期の毛細血管分枝・吻合数が有意に減少していた。以上から、成年期から中年期の加齢の過程において、末梢神経有髄線維の顕著な退行は生じないが、毛細血管の退行は生じていることが組織学的に明らかとなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、3群から採取した各検体のタンパク質発現量解析および組織学的解析を並列的に実施していく予定である。具体的には、脛骨神経の退行を促進させる酸化ストレスマーカー、炎症マーカー、アポトーシスマーカーの発現量と修復・再構築を促進する各種マーカーの発現量を解析し、有酸素運動と熱ストレスのいずれが末梢神経の修復・再構築に効果的か検討する予定である。また、脛骨神経の髄鞘、軸索を光顕像から、毛細血管を3次元構築像から確認し、加齢による退行の縦断的解析を実施していく。また、高齢期有酸素運動と熱ストレス輻射による改善効果も同様の観察から検討していく予定である。
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Report
(2 results)
Research Products
(8 results)
