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Trans-omics analysis reveals the inter-organ communication in cerebral infarction

Research Project

Project/Area Number 19K09456
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 56010:Neurosurgery-related
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

Sugimoto Kana  大阪大学, 医学系研究科, 講師 (00581034)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 原田 和生  大阪大学, 医学系研究科, 特任准教授(常勤) (50397741)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywordsischemic stroke / brain edema / myokine / IL-1 alpha / TNF / IL-1RA / AQP4 / microglia / interleukin-1 alpha / aquaporin-4 / astrocytes / 脳梗塞 / オミックス解析
Outline of Research at the Start

リハビリテーションとして実施されている運動療法は、脳梗塞後の後遺症改善効果を有するとして急性期に広く実施されている。本研究では、脳梗塞モデルラットの血液および臓器においてプロテオミクス解析を行い、生体システムの観点から病態進行機序の一端を解明することを目的とする。本研究により脳神経回路の修復における脳外臓器の影響を解明し、脳-臓器間連関を利用した脳保護療法の開発を目指す。

Outline of Final Research Achievements

Cerebral edema following cerebral infarction can be severe and directly cause death. Exercise therapy can be an effective therapy, but its molecular mechanism remains unclear. In this study, we aimed to develop a novel treatment for cerebral edema by clarifying the mechanism of cerebral edema formation and the effective mechanism of exercise therapy. We found that IL-1 alpha and TNF produced by activated microglia in ischemic cores increase the astrocytic AQP4 expression, which in turn exacerbates cerebral edema. Furthermore, we also found that endogenous IL-1 receptor antagonist, a myokine secreted by skeletal muscle during exercise, is effective in attenuating cerebral edema.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

脳梗塞後の脳浮腫に対する治療法が確立されておらず、新規治療法の開発が望まれている。本研究では、脳梗塞の予後進展に及ぼす中枢-末梢臓器間連関を介した運動療法の効果を評価し、myokineであるIL-1 receptor antagonistの脳浮腫抑制効果を明らかにした。これらの研究成果が薬剤の創出に繋がれば、十分なリハビリを開始できない重篤な病態の方に対して、また運動療法が可能な場合においてもより効果的な治療法になることが期待できる。

Report

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

    (17 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (15 results)

  • [Journal Article] Activated microglia-derived macrophage-like cells exacerbate brain edema after ischemic stroke correlate with astrocytic expression of aquaporin-4 and interleukin-1 alpha release2020

    • Author(s)
      Murata Yukie、Sugimoto Kana、Yang Chihpin、Harada Kazuo、Gono Rina、Harada Teiji、Miyashita Yohei、Higashisaka Kazuma、Katada Ryuichi、Tanaka Junya、Matsumoto Hiroshi
    • Journal Title

      Neurochemistry International

      Volume: 140 Pages: 104848-104848

    • DOI

      10.1016/j.neuint.2020.104848

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Molecular mechanisms of Wischnewski spot development on gastric mucosa in fatal hypothermia: an experimental study in rats2020

    • Author(s)
      Chihpin Yang, Kana Sugimoto, Yukie Murata, Yuichiro Hirata, Yu Kamakura, Yoshihisa Koyama, Yohei Miyashita, Kentaro Nakama, Kazuma Higashisaka, Kazuo Harada, Ryuichi Katada, Hiroshi Matsumoto
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 1877-1877

    • DOI

      10.1038/s41598-020-58894-8

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Molecular mechanism of reduction of cerebral edema by treadmill exercise after cerebral infarction2022

    • Author(s)
      杉本香奈、郷野里奈、楊志斌、村田幸咲、宮下洋平、原田和生、片田竜一、松本博志
    • Organizer
      第99回日本生理学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 脳梗塞後のトレッドミル運動による脳浮腫軽減の分子機構2021

    • Author(s)
      杉本香奈、郷野里奈、村田幸咲、楊志斌、原田悌志、宮下洋平、東阪和馬、原田和生、片田竜一、松本博志
    • Organizer
      第105次日本法医学会学術全国集会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 脳梗塞後の脳浮腫形成にもたらす梗塞巣集積マクロファージの種類とその役割2020

    • Author(s)
      杉本香奈, 村田幸咲, 郷野里奈, 楊志斌, 原田和生, 原田悌志, 宮下洋平, 東阪和馬, 片田竜一, 田中潤也, 松本博志
    • Organizer
      第63回日本脳循環代謝学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 虚血性脳梗塞後の脳浮腫の進行に対するトレッドミル運動の影響2020

    • Author(s)
      郷野里奈,杉本香奈,村田幸咲,原田悌志,楊志斌,宮下洋平,東阪和馬,原田和生,片田竜一,松本博志
    • Organizer
      第67回日本法医学会学術近畿地方集会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 脳梗塞後の脳浮腫形成にもたらす梗塞巣集積マクロファージの種類とその役割2020

    • Author(s)
      杉本香奈,村田幸咲,楊志斌,郷野里奈,原田悌志,宮下洋平,東阪和馬,原田和生,片田竜一,松本博志
    • Organizer
      第105次日本法医学会学術全国集会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] The role of transglutaminase 2 in the ischemic stroke model rats2020

    • Author(s)
      Rina Gono, Kana Sugimoto, Yukie Murata, Chihping Yang, Teiji Harada, Yohei Miyashita, Kazuma Higashisaka, Kazuo Harada, Ryuichi Katada, Hiroshi Matsumoto.
    • Organizer
      第105次日本法医学会学術全国集会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Molecular mechanisms of Wischnewski spot development on gastric mucosa in fatal hypothermia: an experimental study in rats2020

    • Author(s)
      Chihpin Yang, Kana Sugimoto, Yukie Murata, Rina Gono, Yuichiro Hirata, Yohei Miyashita, Kentaro Nakama, Kazuma Higashisaka, Kazuo Harada, Ryuichi Katada, Hiroshi Matsumoto
    • Organizer
      第97回日本生理学会大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Role of activated microglia/macrophages in brain edema formation after brain infarction2020

    • Author(s)
      Yukie Murata,Kana Sugimoto,Chihpin Yang,Rina Gono,Teiji Harada,Yohei Miyashita, Kazuma Higashisaka,Kazuo Harada,Ryuichi Katada,Junya Tanaka,Hiroshi Matsumoto
    • Organizer
      第97回日本生理学会大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] The spatial and time-dependent changes of various miRNAs expression in the ischemic rat brain2020

    • Author(s)
      Kana Sugimoto, Chihpin Yang, Yukie Murata, Rina Gono, Yuichiro Hirata, Teiji Harada, Yohei Miyashita, Kazuma Higashisaka, Kazuo Harada, Ryuichi Katada, Hiroshi Matsumoto
    • Organizer
      第97回日本生理学会大会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 運転中に発症した心疾患事例の検討2019

    • Author(s)
      楊志斌,片田竜一,杉本香奈,村田幸咲,郷野里奈,望月薫,高橋真樹子,藤本秀子,宮下洋平,東阪和馬,原田和生,松本博志
    • Organizer
      第66回日本法医学会学術近畿地方集会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 法医解剖例におけるリチウム血中濃度測定の意義2019

    • Author(s)
      原田和生,東阪和馬,杉本香奈,宮下洋平,楊志斌,藤本秀子,高橋真樹子,望月薫,片田竜一,松本博志
    • Organizer
      第66回日本法医学会学術近畿地方集会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 脳梗塞後の脳浮腫形成にもたらす活性化microglia/macrophagesの役割2019

    • Author(s)
      村田幸咲,杉本香奈,楊志斌,郷野里奈,平田雄一郎,宮下洋平,東阪和馬,原田和生,片田竜一,松本博志
    • Organizer
      第66回日本法医学会学術近畿地方集会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Role of microglia on astrocytes aquapoin-4 expression under oxygen-glucose deprivation2019

    • Author(s)
      村田幸咲,杉本香奈,楊志斌,片田竜一,松本博志
    • Organizer
      第103次日本法医学会学術全国集会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 全エクソームおよびRNAシークエンスを用いた突然死の死亡機序の解明2019

    • Author(s)
      宮下洋平,高橋真樹子,望月薫,中間健太郎,東阪和馬,杉本香奈,原田和生,片田竜一,松本博志
    • Organizer
      第103次日本法医学会学術全国集会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 機能的死亡予防への挑戦:「自律神経不全」の診断は可能か2019

    • Author(s)
      松本博志,宮下洋平,片田竜一,中間健太郎,石田季子,吉澤秀憲,楊志斌,高橋真樹子,望月薫,杉本香奈
    • Organizer
      第103次日本法医学会学術全国集会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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

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