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Amygdala STAT3: A Key Regulator in Stress-Induced Hypertension and the Therapeutic Benefits of Exercise

Research Project

Project/Area Number 19K11449
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 59020:Sports sciences-related
Research InstitutionJuntendo University

Principal Investigator

Waki Hidefumi  順天堂大学, スポーツ健康科学部, 教授 (50274957)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) グホ サビン  国際基督教大学, 教養学部, 准教授 (30453179)
山中 航  順天堂大学, スポーツ健康科学部, 准教授 (40551479)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsストレス / 高血圧 / 扁桃体 / STAT3 / 運動トレーニング / 圧受容器反射 / siRNA / ウイルスベクター / 運動
Outline of Research at the Start

精神的ストレスは高血圧発症リスクを高める。その対策として運動トレーニングが推奨されている。しかしストレスによる高血圧の発症や運動による予防効果の機序は不明である。申請者は慢性ストレスでは扁桃体の遺伝子発現パターンが変わること、しかし運動習慣によりその約8割が正常に改善されることを明らかにした。このうち転写因子STAT3遺伝子は神経性疾患と血圧調節に関与している可能性が示された。本研究ではストレスによる高血圧の発症と運動による予防効果において、扁桃体STAT3が関与するか否かについて明らかする。

Outline of Final Research Achievements

Chronic mental stress increases the risk of developing hypertension, while exercise training is recommended as a countermeasure against stress, contributing to the prevention and improvement of hypertension. However, the underlying mechanisms remain unclear. This study focuses on the amygdala, a brain region involved in the stress response, to investigate these mechanisms. Our findings indicate that chronic stress decreases the expression of STAT3, a factor involved in the inhibition of cell death, in the central nucleus of the amygdala. Conversely, exercise inhibits this reduction. Additionally, suppression of STAT3 expression in the central nucleus of the amygdala leads to an increase in blood pressure. These results suggest that STAT3 expression in the central nucleus of the amygdala plays a crucial role in the blood pressure response to stress and exercise.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

慢性的なストレスは高血圧のリスクファクターとして広く知られている。運動トレーニングによるその予防効果も然りである。しかしながら、これらを証明する生理学的機序やその分子基盤について示した研究は少ない。脳の中でも扁桃体はストレス応答に重要で、かつ血圧調節などの自律神経応答にも関与するが、高血圧の発症や運動トレーニングによる予防効果について、扁桃体に着目した研究はほとんど知られていない。本研究により、ストレスに強い脳づくりのための分子基盤を解明することができれば、高血圧症の予防・改善へ向けた新たな運動処方の開発と健康増進活動の推進に寄与するだけではなく、新薬開発にも繋がることが期待される。

Report

(6 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (29 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (22 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results) Book (2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Functional connectivity in central nucleus of amygdala, paraventricular hypothalamus, and nucleus tractus solitarii circuits during high-intensity endurance treadmill exercise in rats2023

    • Author(s)
      Ezure S, Ichihara H, Yamanaka K, Waki H.
    • Journal Title

      The Journal of Physical Fitness and Sports Medicine

      Volume: 12 Issue: 3 Pages: 69-75

    • DOI

      10.7600/jpfsm.12.69

    • ISSN
      2186-8123, 2186-8131
    • Year and Date
      2023-05-25
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Impact of exercise on brain-bone marrow interactions in chronic stress: potential mechanisms preventing stress-induced hypertension2023

    • Author(s)
      Thu Van Nguyen, Ko Yamanaka, Keisuke Tomita, Jasenka Zubcevic, Sabine S S Gouraud, Hidefumi Waki
    • Journal Title

      Physiological Genomics

      Volume: 55 Issue: 5 Pages: 222-234

    • DOI

      10.1152/physiolgenomics.00168.2022

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Implication of the central nucleus of the amygdala in cardiovascular regulation and limiting maximum exercise performance during high-intensity exercise in rats2022

    • Author(s)
      Kei Tsukioka, Ko Yamanaka, Hidefumi Waki
    • Journal Title

      Neuroscience

      Volume: 496 Pages: 52-63

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2022.06.005

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Conditional regulation of blood pressure in response to emotional stimuli by the central nucleus of the amygdala in rats2022

    • Author(s)
      Ko Yamanaka, Hidefumi Waki
    • Journal Title

      Front Physiol

      Volume: 13 Pages: 820112-820112

    • DOI

      10.3389/fphys.2022.820112

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Functional connectivity in the limbic and brain stem regions during treadmill exercise in rats.2023

    • Author(s)
      江連眞一郎, 山中航, 和気秀文
    • Organizer
      第100回日本生理学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Functional connectivity of multiple regions of the brainstem induced by high-intensity exercise in rats2023

    • Author(s)
      Hiroyasu Ichihara, Ko Yamanaka, Hidefumi Waki
    • Organizer
      第100回日本生理学会大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Effects of oral minocycline on bone marrow inflammation in the restraint stress-induced hypertension2023

    • Author(s)
      Nguyen Van Thu, Yamanaka Ko, Tomita Keisuke, Pham Thuy Linh, Zubcevic Jasenka, Gouraud Sabine S. S., Waki Hidefumi
    • Organizer
      第100回日本生理学会大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Functional connectivity in the limbic and brain stem regions during treadmill exercise in rats2023

    • Author(s)
      Shinichiro Ezure, Ko Yamanaka, Hidefumi Waki
    • Organizer
      第100回日本生理学会大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 高強度運動時に活性化する脳領域のc-Fos発現相関ネットワークの検討2022

    • Author(s)
      江連眞一郎, 市原弘康, 山中航, 和氣秀文
    • Organizer
      第77回日本体力医学会大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ストレス誘発性高血圧に対するミノサイクリン経口投与が骨髄内炎症関連遺伝子発現に及ぼす影響2022

    • Author(s)
      Nguyen Van Thu, 山中航, 冨田圭佑, Pham Thuy Linh, Jasenka Zubcevic、Gouraud Sabine, 和気秀文
    • Organizer
      第77回日本体力医学会大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 運動時の情動と心血管応答制御における扁桃体中心核の役割2021

    • Author(s)
      山中航、月岡惠惟、和気秀文
    • Organizer
      第74回日本自律神経学会総会
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      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 慢性ストレスに対する運動介入が視床下部の遺伝子発現プロファイルに及ぼす影響2021

    • Author(s)
      冨田圭佑、山中航、Nguyen Van Thu、Gouraud Sabine、和気秀文
    • Organizer
      第76回日本体力医学会大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 扁桃体中心核におけるSTAT3の血圧調節作用2021

    • Author(s)
      和気秀文、冨田圭佑、月岡惠惟、Nguyen Van Thu、Gouraud Sabine、山中航
    • Organizer
      第98回日本生理学会大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 慢性拘束ストレスと運動のストレス改善効果が視床下部遺伝子の発現プロファイルに及ぼす影響2021

    • Author(s)
      冨田圭佑、山中航、月岡惠惟、Nguyen Van Thu、Gouraud Sabine、和気秀文
    • Organizer
      第98回日本生理学会大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 慢性ストレスによる延髄孤束核遺伝子発現変化は運動により改善する2021

    • Author(s)
      和気秀文、鈴木誠、冨田圭佑、山中航、月岡惠惟、Gouraud Sabine
    • Organizer
      第97回日本生理学会大会, 別府国際コンベンションセンター, 大分, 2020年3月17-19日
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Effect of daily voluntary exercise on stress-induced high blood pressure and gene expression profiles of the amygdala in rats2020

    • Author(s)
      Waki H, Tomita K, Yamanaka K, Tsukioka K, Nguyen VT, Gouraud S.
    • Organizer
      American Physiological Society, Integrative Physiology of Exercise, Virtual Conference, 2020/11/09-13
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Role of the central nucleus of the amygdala in blood pressure regulation during appetitive and aversive classical conditioning task in rats2020

    • Author(s)
      Yamanaka K, Waki H.
    • Organizer
      American Physiological Society, Integrative Physiology of Exercise, Virtual Conference, 2020/11/09-13
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ストレス性高血圧における扁桃体STAT3の役割2020

    • Author(s)
      和気秀文、冨田圭祐、月岡惠惟、Nguyen Van Thu、Gouraud Sabine、山中航
    • Organizer
      第56回高血圧関連疾患モデル学会学術総会, 2020年11月14-15日
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 扁桃体におけるSTAT3の発現局在と循環調節作用について2020

    • Author(s)
      和気秀文、冨田圭佑、月岡惠惟、ヌエン ヴァン トゥー、Gouraud Sabine、山中航
    • Organizer
      第75回日本体力医学会大会(鹿児島), P-1-044, Web開催, 2020年9月24-26日
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Switching of autonomic cardiovascular regulation to emotional stimuli by the central nucleus of the amygdala in rats2020

    • Author(s)
      Ko Yamanaka, Hidefumi Waki
    • Organizer
      第97回日本生理学会大会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Counteractive effects of daily exercise on stress-induced alteration of NTS transcriptome in rats2020

    • Author(s)
      Hidefumi Waki, Makoto Suzuki, Keisuke Tomita, Ko Yamanaka, Kei Tsukioka, Sabine Gouraud
    • Organizer
      第97回日本生理学会大会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] ラットの拘束ストレスによる延髄孤束核内遺伝子発現の変化と自発性運動による修飾効果2019

    • Author(s)
      和気秀文, 鈴木誠, 冨田圭佑, 山中航, 月岡惠惟, Gouraud Sabine
    • Organizer
      第74回日本体力医学会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] ラットの扁桃体破壊が漸増運動負荷試験における最大走速度を増大させる2019

    • Author(s)
      月岡惠惟, 山中航, 和気秀文
    • Organizer
      第74回日本体力医学会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 拘束ストレスがラットの自発的運動量に及ぼす短期的および長期的な影響2019

    • Author(s)
      山中航, 川田裕次郎, 月岡惠惟, Malphurs Wendi, Zubcevic Jasenka, 内藤久士, 和気秀文
    • Organizer
      第74回日本体力医学会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 拘束ストレスラットに対する運動介入が延髄孤束核における神経伝達系因子に及ぼす影響2019

    • Author(s)
      和気秀文, 鈴木誠, 冨田圭佑, 山中航, 月岡惠惟, Gouraud Sabine
    • Organizer
      第29回日本循環薬理学会・第55回高血圧関連疾患モデル学会
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      2019 Research-status Report
  • [Presentation] シンポジウム「高血圧における交感神経系の役割:病態生理の理解」高血圧における運動療法の意義:基礎研究から機序を探る2019

    • Author(s)
      和気秀文
    • Organizer
      .第72回日本自律神経学会総会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Book] 別冊・医学のあゆみ2020

    • Author(s)
      和気秀文, Gouraud Sabine
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      医歯薬出版株式会社
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Book] 別冊・医学の歩み 健康寿命延伸に寄与する体力医学 運動トレーニングによる高血圧改善の機序-中枢性機序を中心に2020

    • Author(s)
      和気秀文, Gouraud Sabine
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      医歯薬出版株式会社
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Remarks] 順天堂大学 スポーツ健康科学部 生理学研究室

    • URL

      https://jsphysiol.org

    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2025-01-30  

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