Molecular hydrogen as a novel regulator of exercise-induced oxidative stress.

Research Project

Project/Area Number	20K11332
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 59020:Sports sciences-related
Research Institution	Yamanashi Gakuin University (2021-2022) University of Yamanashi (2020)
Principal Investigator	小山勝弘山梨学院大学, スポーツ科学部, 教授 (30313779)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000) Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords	水素分子 / 酸化ストレス / 経鼻吸入 / 高強度運動 / 炎症反応 / 運動 / 活性酸素種
Outline of Research at the Start	過剰な酸化ストレスを軽減し、適応応答の獲得に必須と考えられる適度な活性酸素種の発生を維持する新規調節因子としての水素分子に注目し、生理・生化学的指標や運動パフォーマンス指標の変動に及ぼす影響について検討することを目的とする。具体的には、ヒトだけではなく、実験動物をも対象にしたトランスレーショナル研究によって、運動負荷後の水素分子吸入が、その後の回復過程における生体の応答性に及ぼす影響を観察し、水素分子の酸化ストレス調節因子としての可能性について論及する。
Outline of Annual Research Achievements	本研究計画では，長く「不活性ガス」と考えられてきた気体状の水素分子の生理作用に着目している．喫煙，紫外線照射や激しい運動などによる過剰な活性酸素種の生成は，生体にとっては有害な酸化ストレスになる可能性がある．しかし運動トレーニングは，意図的に酸化ストレスに生体を曝すことによって適応応答を生み，様々な予備力（体力や抵抗力，運動パフォーマンス等）を高めるものであり，酸化ストレスは完全に排除されるべきものとは言えない．そこで水素分子の有する抗酸化作用に着目し，「水素分子は高強度運動に起因して生じる過剰な酸化ストレスを軽減するが，一方では，運動刺激に対するポジティブな生体応答を積極的に引き出す酸化ストレスの調節因子として機能する」という仮説を検証することが本研究の目的である．しかしながら新型コロナウイルス感染症の蔓延等による影響を受け，2022年度までは実験の実施に至ってはいない．その間，研究デザインを再考し，運動負荷方法や測定指標について吟味してきた．特にヒトや動物モデルを用いた先行の文献渉猟の結果，水素分子の作用機序を追求する観点を加える計画とした．具体的には，運動によって誘発される炎症反応や酸化ストレスに関与する好中球の活性化状態を，好中球細胞外トラップやミエロペルオキシダーゼ活性の挙動等から推察することを企図し，計画の修正を行った．これにより水素分子の選択的抗酸化作用を検証すると共に，水素分子が過剰な炎症性反応を制御する可能性についても論及することを目指す．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 4: Progress in research has been delayed. Reason 2022年度当初には，新型コロナウイルス感染症の収束の兆しが見られたために，当初の研究計画通りに，ヒトを対象にした実験的介入試験を行う計画を立てた．しかしながら夏季以降も，感染の波が周期的に再拡大する状況が継続したために，ヒトを対象にした侵襲を伴う実験研究を実施することができなかった． 2023年度は，当該感染症の感染症法上の扱いが変更になるため，所属機関内の研究倫理審査を経て，ヒトを対象とした検討を実施する予定である．
Strategy for Future Research Activity	すでに作成済みの研究計画書の細部について，最終的な調整を行い，所属機関における研究倫理審査委員会の承認を取り，速やかに研究を開始する．2024年度に実施予定の動物モデルによる検証の準備も同時に進めていき，当初計画を維持する予定である．