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Elucidating the mechanism of the muscle hypertrophy effect of ultrasound and exploring the possibility of preventing disuse muscle atrophy

Research Project

Project/Area Number 18K17703
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
Research InstitutionTokai University (2020)
Aichi Medical College for Physical and Occupational Therapy (2018-2019)

Principal Investigator

KIYOSHIMA Daisuke  東海大学, 医学部, 講師 (80756370)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords超音波 / 培養筋管 / 筋肥大 / メカニカルストレス / リハビリテーション
Outline of Final Research Achievements

Ultrasound has been used to promote healing of fracture sites, but its effect on muscle atrophy remains unclear. We found that ultrasound stimulation can hypertrophy myotubes differentiated from myotubes, suggesting that ultrasound stimulation may be used to prevent disuse muscle atrophy. In this study, we first examined the optimal conditions for the hypertrophic effect of ultrasound stimulation on cultured myotubes. Next, we examined the effect of different incubation periods on the muscle hypertrophy effect. As a result, the hypertrophic effect of cultured myotubes tended to be higher when the intensity of ultrasound stimulation and the irradiation time rate were higher. The hypertrophic effect was not observed when the incubation period became longer. The autocrine/paracrine mechanism was found to be involved in this muscle hypertrophy.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまで超音波療法は骨折部位の治癒促進などに用いられてきたが、超音波刺激の使用や処方に関しての科学的根拠が乏しいため、個人の経験に基づいて行われてきた。特に筋に対する超音波刺激の報告はほとんどなかった。本研究は超音波の生体組織への作用の科学的な理解につながり、超音波照射の筋肥大効果が確認され、その仕組みが明らかになれば、廃用性筋萎縮予防の糸口が得られるだけはなく、老化や寝たきりで生じる諸症候の新規治療法の発見にもつながる可能性がある。本研究の成果は、その礎となるものだと考える。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (9 results)

  • [Journal Article] Tensile Loads on Tethered Actin Filaments Induce Accumulation of Cell Adhesion-Associated Proteins in Vitro.2019

    • Author(s)
      Kiyoshima, D., H. Tatsumi, H. Hirata, and M. Sokabe. 2018
    • Journal Title

      Langmuir

      Volume: 印刷中 Issue: 23 Pages: 7443-7451

    • DOI

      10.1021/acs.langmuir.8b02076

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 超音波刺激による筋衛星細胞の増殖促進効果‐超音波刺激条件による効果の違い‐2019

    • Author(s)
      縣信秀, 清島大資, 伊東佑太
    • Journal Title

      常葉大学紀要

      Volume: 10 Pages: 1-6

    • NAID

      120006628139

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 固定したアクチンフィラメントへの引張力負荷がin vitroでの細胞接着関連タンパク質の集積を誘導する-細胞接着構造の力依存的発達過程を再構成する試み-2020

    • Author(s)
      清島大資
    • Organizer
      第25回基礎理学療法学会学術大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 廃用性筋萎縮時の骨格筋内リンパ管数の変化とリンパ管新生因子の関係2020

    • Author(s)
      川島隆史,紀瑞成,縣信秀,伊東佑太,笹井宣昌,清島大資,濱田文彦,河上敬介
    • Organizer
      第25回基礎理学療法学会学術大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 超音波刺激が筋管の肥大へ与える影響 ‐様々な超音波刺激条件に着目して‐2019

    • Author(s)
      清島大資, 縣信秀, 伊東佑太, 木村菜穂子, 小林剛, 宮津真寿美, 河上敬介
    • Organizer
      第27回日本物理療法学会学術大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 異なる超音波刺激条件による筋衛星細胞の増殖促進効果2019

    • Author(s)
      縣信秀, 清島大資, 伊東佑太, 木村菜穂子, 宮津真寿美, 河上敬介
    • Organizer
      第27回日本物理療法学会学術大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 培養筋管に対する超音波刺激の肥大効果‐刺激強度や照射時間率が筋肥大効果へ与える影響‐2019

    • Author(s)
      清島大資, 縣信秀, 伊東佑太, 木村菜穂子, 小林剛, 宮津真寿美, 河上敬介
    • Organizer
      第24回基礎理学療法学会学術大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] マウス足関節背屈筋群の伸張性収縮による筋損傷量は角速度に依存する2019

    • Author(s)
      縣信秀, 森友洋, 清島大資, 伊東佑太, 木村菜穂子, 宮津真寿美, 河上敬介
    • Organizer
      第24回基礎理学療法学会学術大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 固定アクチン線維への引張力負荷により細胞接着関連分子がin vitroで集積する - 細胞接着構造の力依存的発達過程を再構成する試み -2018

    • Author(s)
      清島大資, 辰巳仁史, 平田宏聡, 曽我部正博
    • Organizer
      第41回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 培養筋管に対する超音波刺激の肥大効果 ‐刺激前の分化培地培養期間の違いによる筋肥大効果の違い‐2018

    • Author(s)
      清島大資, 縣信秀, 小林剛, 宮津真寿美, 河上敬介
    • Organizer
      第23回基礎理学療法学会学術大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 超音波刺激による筋衛星細胞の増殖促進効果 ‐超音波刺激条件による効果の違い‐2018

    • Author(s)
      縣信秀, 清島大資, 宮津真寿美, 河上敬介
    • Organizer
      第23回基礎理学療法学会学術大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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