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Effects of biological tissue exposed to medium-power ultrasound on the development and growth of organisms and their safety evaluation

Research Project

Project/Area Number 19H04498
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 90140:Medical technology assessment-related
Research InstitutionDoshisha University

Principal Investigator

Akiyama Iwaki  同志社大学, 生命医科学部, 教授 (80192912)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 市川 寛  同志社大学, 生命医科学部, 教授 (60336732)
吉岡 正裕  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究グループ長 (60358322)
池川 雅哉  同志社大学, 生命医科学部, 教授 (60381943)
千葉 裕介  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究員 (40828183)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥16,250,000 (Direct Cost: ¥12,500,000、Indirect Cost: ¥3,750,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2020: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Keywords超音波照射メダカ胚 / 超音波照射ラット / プロテオーム解析 / SWATH / MULTIS法 / 筋管細胞 / ウェスタンブロッティング / 2次元電気泳動 / 超音波照射生体作用 / メダカ胚 / ESRスピントラップ法 / フリーラジカル消去活性 / サルコペニア予防 / ラット筋萎縮 / 超音波照射 / 酸化ストレス / メダカ / ラット / SWATH解析 / 抗酸化作用 / 骨格筋細胞 / サルコペニア / 音圧測定 / 網羅的解析
Outline of Research at the Start

本研究は超音波診断で安全性の側面から規制されている範囲内の超音波出力によって,生体が受ける作用について動物実験を行ない,その安全性を評価する.メダカ胚を用いた超音波照射実験を行い,超音波照射有無により発現量に差のある変動タンパク質を同定する.また,「酸化ストレス」に着目し,同時に,安全な範囲での超音波照射によるサルコペニアの予防の可能性について評価している.制御された適度な酸化ストレスが,逆に筋萎縮を予防させる可能性がある.ヒトへの応用を視野に入れた場合の安全性を担保した上での,運動ができない状態の患者におけるADL改善に寄与することを証明する

Outline of Final Research Achievements

In order to investigate the effects of medium-power ultrasonic exposure on the development and growth of organisms, a proteome analysis of medaka embryos exposed to ultrasound and an approach using rat exposed to ultrasound were carreid out.
An experimental system that one medaka embryo exposed to pinpoint ultrasonic waves was constructed, and a method to analyze changes in the total amount of protein exposed to ultrasound was proposed. From the results of two-dimensional electrophoresis and SWATH analysis, it is found that a protein is affected by ultrasonic exposure.
It was suggested that the approach using rats exposed to ultrasound may improve the antioxidant power in the living body exposed to low-intensity ultrasonic waves several times a week for about 1 minute. It may be possible to directly enhance muscle cells growth.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

メダカ胚1個におけるタンパク質のプロファイルの取得及び,超音波照射により影響を及ぼすタンパク質を見出し,安全な照射条件の定量的評価の目安となるバイオマーカーとなるタンパク質を報告した。SWATH-MS法では,メダカにおけるプロテオミクスは非常に少ないこともあり,貴重なプロファイルが得られた.今後寝たきりやリハビリ中の患者など激しい運動の出来ない方々に向けて新しい手段を提供出来る可能性がある.健康な方々に向けても抗酸化力の向上は様々な疾患の予防となることから,超音波は新たなデバイスとして社会の健康寿命増進にも一役担う事ができると考える.

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Presentation (13 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Presentation] 超音波照射メダカ胚のプロテオーム網羅解析2021

    • Author(s)
      高柳真司  西野嘉晃  池川雅哉   岩崎了教  葛徳 上地貴大  上野智弘  日下部りえ  吉岡正裕  秋山いわき
    • Organizer
      日本超音波医学会第94回学術集会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 超音波照射によるラットの抗酸化能の向上2021

    • Author(s)
      島田 遥 氏政かりん 中村椋介 永井康伯 市川 寛 秋山いわき
    • Organizer
      日本超音波医学会第48回関西地方会学術集会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 超音波照射によるC.elegansの寿命への影響2021

    • Author(s)
      永井康伯 市川寛 本田海 南山幸子 秋山いわき 山上皓大
    • Organizer
      日本超音波医学会第48回関西地方会学術集会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 超音波照射による抗酸化能の増強とサルコペニア予防の検討2021

    • Author(s)
      松田悠佑 市川寛 福田友理絵 本田海 山上皓大 島田遥 南山幸子 秋山いわき
    • Organizer
      日本超音波医学会第48回関西地方会学術集会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 超音波照射単一メダカ胚のプロテオーム解析―SWATH法による変動タンパク質特定の試みー2021

    • Author(s)
      上地貴大 西野嘉晃 池川雅哉 岩崎了教 葛徳 上野智弘 日下部りえ 吉岡正裕 高柳真司 秋山いわき
    • Organizer
      日本超音波医学会第48回関西地方会学術集会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 超音波照射下における骨格筋細胞の筋合成活性2020

    • Author(s)
      氏政 かりん 市川 寛 古屋 元秀 南山 幸子 秋山 いわき
    • Organizer
      日本超音波医学会第93回学術集会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 超音波照射による生体組織の熱物性量の測定-FBGセンサを用いた測定精度の検討-2020

    • Author(s)
      真鍋 稔生 小坂 尭司 秋山 いわき
    • Organizer
      日本超音波医学会第93回学術集会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] メダカ胚プロテオーム解析による発生期の超音波照射影響2020

    • Author(s)
      西野 嘉晃 葛 徳 秋山 いわき 池川 雅哉 岩崎 了教 高柳 真司
    • Organizer
      日本超音波医学会第93回学術集会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 超音波照射下における骨格筋細胞の筋合成活性2020

    • Author(s)
      氏政かりん,市川寛,古屋元秀,南山幸子,秋山いわき
    • Organizer
      日本超音波医学会第93回学術集会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] メダカ胚のプロテオーム解析を用いた発生期における超音波照射の影響2020

    • Author(s)
      西野嘉晃、葛徳、秋山いわき、池川雅哉、岩崎了教、高柳真司
    • Organizer
      日本超音波医学会第93回学術集会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] メダカ胚プロテオーム解析による発生器の超音波照射影響の研究2019

    • Author(s)
      西野嘉晃、池川雅哉、岩崎了教、秋山いわき、高柳真司
    • Organizer
      日本超音波医学会第46回関西地方会学術集会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 超音波照射下における骨格筋細胞の筋合成に関する研究2019

    • Author(s)
      中村椋介、市川寛、牧田ひかる、氏政かりん、南山幸子、秋山いわき
    • Organizer
      日本超音波医学会第46回関西地方会学術集会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] メダカ胚を用いた発生期における超音波照射の影響の研究2019

    • Author(s)
      池川雅哉
    • Organizer
      日本超音波医学会第92回学術集会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Remarks] 同志社大学生命医科学部超音波エレクトロニクス・生体計測研究室

    • URL

      https://ultrason.doshisha.ac.jp/research/index.html

    • Related Report
      2021 Annual Research Report 2020 Annual Research Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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