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Effects of inactivity and exercise intervention on brain-derived neurotrophic factor BDNF

Research Project

Project/Area Number 19K11359
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
Research InstitutionTeikyo University of Science & Technology

Principal Investigator

HAGIWARA HIROKI  帝京科学大学, 医療科学部, 教授 (80276732)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 斉藤 史明  帝京大学, 医学部, 教授 (40286993)
廣瀬 昇  帝京科学大学, 医療科学部, 准教授 (60460391)
相原 正博  帝京科学大学, 医療科学部, 講師 (90736472)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords不活動 / 脳由来神経栄養因子 BDNF / 運動介入 / トレッドミル / BDNF / 脳由来神経栄養因子 / 廃用性筋萎縮
Outline of Research at the Start

体を動かさないことにより骨格筋では廃用性に筋萎縮が起こり、さまざまな日常生活動作 ADLの低下を引き起こす。これに対して、運動療法がリハビリテーションで実践されている。運動は、筋力を保ち ADLを維持するために重要であるばかりでなく、脳機能も改善させることが分かってきた。最近、脳機能の生理的活性因子である脳由来神経栄養因子(BDNF)が運動により増加することが報告されている。一方で、廃用による筋萎縮状態での BDNFについては解明されていない。この研究課題では、不活動が脳機能に及ぼす影響と、廃用性筋萎縮を改善するために行う運動介入の効果を、BDNFを指標にモデル動物を用いて検討する。

Outline of Final Research Achievements

This research project examined the dynamics of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) in blood, skeletal muscle, and brain in a mouse model of disuse muscle atrophy induced by cast immobilization. The effects of treadmill exercise intervention on BDNF were also evaluated. The results showed that BDNF decreased in blood, skeletal muscle, and brain during inactivity, increased during resumption of walking, and further increased during exercise intervention. These results indicate that changes in BDNF reflect the amount of activity.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年、実験動物やヒトにおいて、脳由来神経栄養因子 BDNFが運動により増加することが報告されている。一方、廃用性筋萎縮状態における BDNFについてはほとんど検討されていなかった。本研究により、マウスにおいてBDNFは不活動で減少し、運動介入で増加することが明らかになった。今回の知見は、体を動かさないと脳機能は低下し、運動により改善するという臨床での経験則に矛盾しない。不活動により認知機能が低下することを予防するため、リハビリテーションで運動介入を行うことの有用性を示すエビデンスに繋がると考えられる。

Report

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

    (21 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 2 results) Presentation (15 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] 不活動が脳のBDNFに及ぼす影響と運動介入及び機能性食品摂取の効果の基礎的検討2021

    • Author(s)
      三樹あずさ, 相原正博, 萩原宏毅
    • Journal Title

      国際エクササイズサイエンス学会誌

      Volume: 4(2) Pages: 4-4

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 廃用性筋萎縮の病態と運動介入が脳由来神経栄養因子BDNFに及ぼす影響の検討2020

    • Author(s)
      相原正博, 三樹あずさ, 斉藤史明, 萩原宏毅
    • Journal Title

      国際エクササイズサイエンス学会誌

      Volume: 3 Pages: 7-7

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  • [Journal Article] Unexpected Mutations by CRISPR-Cas9 CTG Repeat Excision in Myotonic Dystrophy and Use of CRISPR Interference as an Alternative Approach2020

    • Author(s)
      Ikeda M, Taniguchi-Ikeda M, Kato T, Shinkai Y, Tanaka S, Hagiwara H, Sasaki N, Masaki T, Matsumura K, Sonoo M, Kurahashi H, Saito F.
    • Journal Title

      Mol Ther Methods Clin Dev

      Volume: 18 Pages: 131

    • DOI

      10.1016/j.omtm.2020.05.024

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 廃用性筋萎縮の病態と再荷重の過程における骨格筋と筋内血管の応答2019

    • Author(s)
      相原正博, 斉藤史明, 丸山仁司, 萩原宏毅
    • Journal Title

      国際エクササイズサイエンス学会誌

      Volume: 2(1) Pages: 16-16

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  • [Journal Article] 不活動が脳に与える影響の基礎的検討-脳由来神経栄養因子BDNFに着目して-2019

    • Author(s)
      相原正博,萩原宏毅
    • Journal Title

      平成30年度理学療法にかかわる研究助成 研究助成報告書

      Volume: -

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  • [Presentation] 理学療法臨床につなげるための基礎研究2021

    • Author(s)
      萩原宏毅
    • Organizer
      第118回 理学療法科学学会学術大会
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    • Invited
  • [Presentation] 廃用性筋萎縮の病態および運動介入時におけるLeukemia inhibitory factorの変動2021

    • Author(s)
      相原正博,三樹あずさ,萩原宏毅
    • Organizer
      第26回日本基礎理学療法学術大会
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  • [Presentation] 廃用性筋萎縮に対する運動介入が脳における脳由来神経栄養因子BDNFと線維芽細胞増殖因子FGF2に及ぼす影響のマウスモデルを用いた検討2021

    • Author(s)
      三樹あずさ,相原正博,萩原宏毅
    • Organizer
      第26回日本基礎理学療法学術大会
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  • [Presentation] Leukemia inhibitory factorの廃用性筋萎縮および運動介入時における動態の基礎的検討2021

    • Author(s)
      相原正博,三樹あずさ,萩原宏毅
    • Organizer
      第 8回日本サルコペニア・フレイル学会大会
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  • [Presentation] 廃用性筋萎縮に対する運動介入が骨格筋中のLeukemia inhibitory factorに与える影響の検討2021

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      相原正博, 三樹あずさ, 萩原宏毅
    • Organizer
      第 7回日本筋学会学術集会
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  • [Presentation] 廃用性筋萎縮に対する運動療法のバイオマーカーの検討 -脳由来神経栄養因子BDNFに着目して-2020

    • Author(s)
      相原正博,三樹あずさ,斉藤史明,萩原宏毅
    • Organizer
      第 7回日本サルコペニア・フレイル学会大会
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  • [Presentation] 廃用性筋萎縮および運動介入が脳, 血中, 骨格筋の脳由来神経栄養因子BDNFに及ぼす影響の基礎的検討2020

    • Author(s)
      相原正博, 三樹あずさ, 斉藤史明, 萩原宏毅
    • Organizer
      第25回日本基礎理学療法学会
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  • [Presentation] 廃用性筋萎縮に対する運動介入が血中および骨格筋中の脳由来神経栄養因子BDNFに与える影響の検討2020

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      相原正博, 三樹あずさ, 斉藤史明, 萩原宏毅
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      第 6回日本筋学会学術集会
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  • [Presentation] CRISPR/Cas9による筋強直性ジストロフィーのCTGリピート除去に伴う遺伝子変異とCRISPR interference法の有用性に関する検討2020

    • Author(s)
      斉藤史明, 池田美樹, 池田真理子, 加藤武馬, 新海保子, 田中園子, 萩原宏毅, 佐々木直道, 真先敏弘, 松村喜一郎, 倉橋浩樹, 園生雅弘
    • Organizer
      第 6回日本筋学会学術集会
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  • [Presentation] 不活動や運動介入が脳由来神経栄養因子BDNFに与える影響2019

    • Author(s)
      相原正博, 廣瀬昇, 斉藤史明, 丸山仁司, 萩原宏毅
    • Organizer
      第24回日本基礎理学療法学会, 新潟市
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  • [Presentation] 廃用性筋萎縮に対する運動介入が脳由来神経栄養因子BDNFに与える影響の基礎的検討2019

    • Author(s)
      相原正博, 斉藤史明, 丸山仁司, 萩原宏毅
    • Organizer
      第 6回日本サルコペニア・フレイル学会大会, 新潟市
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 不活動が脳由来神経栄養因子BDNFに与える影響の検討2019

    • Author(s)
      相原正博, 廣瀬昇, 斉藤史明, 丸山仁司, 萩原宏毅
    • Organizer
      第 5回日本筋学会学術集会, 文京区
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  • [Presentation] 最新ゲノム解析による遺伝学的診断と運動器疾患の新たな治療戦略 ドラックリポジショニング医師主導治験による薬事承認 タウリン大量投与はMELAS脳卒中様発作再発を防止する2019

    • Author(s)
      砂田芳秀, 大澤裕, 西松伸一郎, 萩原宏毅, 後藤雄一, 太田成男
    • Organizer
      第 5回日本筋学会学術集会, 文京区
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  • [Presentation] 廃用性筋萎縮と再荷重の過程における骨格筋内MMPsの動態と筋内血管への影響2019

    • Author(s)
      相原正博, 斉藤史明, 丸山仁司, 萩原宏毅
    • Organizer
      第104回 理学療法科学学会学術大会,上野原市
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Changes in matrix metalloprotease during muscle atrophy and reloading in the mouse disuse model2019

    • Author(s)
      Hagiwara H, Aihara M, Hirose N, Masaki T, Matsumura K, Saito F
    • Organizer
      第60回日本神経学会学術大会,大阪市
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      2019 Research-status Report
  • [Remarks] 帝京科学大学 教員詳細 萩原宏毅

    • URL

      http://www.ntu.ac.jp/research/kyoin/iryou/pt/hagiwara.html

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      2021 Annual Research Report 2020 Research-status Report 2019 Research-status Report

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

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