脳損傷後の運動機能の回復を目指す運動療法の作用機序の解明
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20K11292
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
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| Research Institution | Showa University |
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Principal Investigator |
吉川 輝 昭和大学, 保健医療学部, 講師 (90737355)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
北井 仁美 昭和大学, 保健医療学部, 講師 (60850071)
田代 尚範 昭和大学, 保健医療学部, 准教授 (70645100)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
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| Keywords | 脳損傷 / 運動療法 / 動作分析 / 運動機能回復 / 代謝 / 皮質脊髄路 / 遺伝子 / 運動 / 分子機構 |
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| Outline of Research at the Start |
運動療法は、脳損傷後に生じる運動障害を回復させる目的として行われている。運動療法はこれまで改善し発展してきた。しかし、運動機能の回復が思うように得られず、生活の質が低下する患者もいまだに存在する。
そこで、当該研究は、当該研究の目的は運動療法による運動機能の回復の分子機構を明らかにし、脳損傷後の運動障害に苦しむ患者を救うための方策を見出すことである。
その方法として、動物を用いた基礎研究および臨床患者を用いた臨床研究を行う。基礎と臨床で得られた結果を相互に検証し、脳損傷後の運動障害に苦しむ患者を救うため基礎、臨床の両者の観点から運動療法の作用機序の全容解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
リハビリテーションの一つである運動療法は脳損傷後の運動機能の回復を目的として行われる。運動療法は、脳損傷により破綻した脳から骨格筋の間の神経ネットワークを再構築すると考えられている。しかしながら、運動療法が運動機能の改善をもたらすメカニズムは十分に理解されていない。当該研究は、脳損傷後の運動と運動機能の回復の作用機序を解明することを目的とし、運動による運動機能の回復と神経ネットワークの修飾の連関性、そして運動により特異的に分泌される因子と運動機能の回復の関連性についてモデル動物を用いて検証する。そして、これらモデル動物での検証結果をヒト脳梗塞患者を対象に運動機能を評価し、基礎と臨床との事象の相互性も検証する。
左大脳皮質を損傷させた脳損傷モデルマウスに対して運動療法として中等度の運動を5回/週、4週間実施した。中等度の運動の規定は、トレッドミル運動としその様子を酸素摂取量、二酸化炭素排出量、血中乳酸値で決定した。4週間の運動療法後、マウスのトレッドミル上の歩行を3次元動作分析にて解析を行なった。その結果、足関節の底背屈の動きに特徴を見出すことができた。この運動を生じている骨格筋に対して生化学的評価を行なった。その結果、神経筋接合部に関するタンパク質に変化が生じていることが分かった。一方、運動に特異的な因子（骨格筋からの分泌タンパク質）については現時点でも同定することができていない。今後は、中枢神経―末梢神経―効果器の連関について詳細に調べるとともに、この現象に対して疾患患者における運動についても運動学的に評価を実施する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
令和4年度は、前年度までで明らかになったモデル動物を対象とした研究成果について、論文として研究成果を発表した。現在、動物実験においては、中枢神経―末梢神経―効果器の連関について、特に効果器に着目した検証を行なっているが、本研究テーマとして着目している特異的因子の候補を挙げられていないのが現状である。一方で、動物実験で明らかになった現象に対して人を対象として検証する準備（倫理審査の承認、撮影用の機器備品）は整ったが、実際に健常高齢者と患者のリクルートができていないため、遅れている状況である。
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| Strategy for Future Research Activity |
モデル動物の研究では、脳損傷後の効果器である骨格筋の変化についてより詳細に検証を行う予定である。そして、骨格筋からの分泌タンパク質の動態と運動機能の回復についても検証を行う予定である。
また、人を対象とした研究では、モデル動物で明らかとなった足関節に着目して、健常高齢者と脳損傷患者との運動の変化を比較検討を行う予定である。
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Report
(3 results)
Research Products
(66 results)
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[Journal Article] Optogenetic activation of DRN 5-HT neurons induced active wakefulness, not quiet wakefulness.2021
Author(s)
Moriya R, Kanamaru M, Okuma N, Yoshikawa A, Tanaka KF, Hokari S, Ohshima Y, Yamanaka A, Honma M, Onimaru H, Kikuchi T, Izumizaki M.
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Journal Title
Brain Res Bull.
Volume: 177
Pages: 129-142
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Entorhinal cortex and parahippocampus volume reductions impact olfactory decline in aged subjects2021
Author(s)
izuka N, Masaoka Y, Kubota S, Sugiyama H, Yoshida M, Yoshikawa A, Koiwa N, Honma M, Watanabe K, Kamijo S, Kamimura S, Ida M, Ono K, Izumizaki M.
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Journal Title
Brain and Behavior
Volume: 11
Issue: 5
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Resting-State fMRI Connectivity Analysis on Psychiatric Symptoms for COPD Patients2023
Author(s)
Akira Yoshikawa, Yuri Masaoka, Masaki Yoshida, Nobuyoshi Koiwa, Ryo Manabe, Satomi Kubota, Natsuko Iizuka, Motoyasu Honma, Shotaro Kamijo, Masahiro Ida, Masahiko Izumizaki
Organizer
日本生理学会第100回記念大会
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[Presentation] Heatstroke-induced late-onset neurological deficits in mice caused by white matter demyelination, Purkinje cell degeneration, and synaptic impairment in the cerebellum2022
Author(s)
Kazuyuki Miyamoto, Hirokazu Ohtaki, Akira Yoshikawa, Motoyasu Nakamura, Keisuke Suzuki, Hiroki Yamaga, Kaoru Yanagisawa, Takuya Shimada, Munetaka Hayashi, Kazuho Honda, Kenji Dohi
Organizer
Neuroscience 2022
Related Report
Int'l Joint Research
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[Presentation] New granule cells in the olfactory bulb are associated with high respiratory input in an enriched odor environment2022
Author(s)
Masaoka, Y., Kamimura, S., Yoshikawa, A., Kamijo, S., Ohtaki, H., Koiwa, N., Honma, M., Sakikawa, K., Kobayashi, H., Izumizaki, M
Organizer
第45回日本神経科学大会
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