AMPK活性化作用を有する新規機能性単糖による運動機能の解析とその応用展開

• Project/Area Number: 20K11640
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
• Research Institution: Kurume University
• Principal Investigator: 菊池 清志 久留米大学, 医学部, 准教授 (60404539)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 瀬戸山 健太郎 鹿児島大学, 総合科学域総合研究学系, 准教授 (00372805) ; 榊間 春利 鹿児島大学, 医歯学域医学系, 教授 (10325780) ; 川原 幸一 大阪工業大学, 工学部, 教授 (10381170) ; 丸山 征郎 鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 特任教授 (20082282) ; 森岡 基浩 久留米大学, 医学部, 教授 (20295140) ; 田中 永一郎 久留米大学, 医学部, 教授 (80188284)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: AMPK

Outline of Research at the Start

検証は, 加齢や脳疾患に関する複数の動物モデルを用いて,【本剤摂取群】と【運動群】の神経症状・行動解析・抗血栓作用などを比較検証する. さらに高齢健常者にて, 【本剤摂取群】と【運動群】の血管内皮機能・神経機能・循環動態・認知機能などを比較検証する. 本研究は, 超高齢社会における運動の実施困難者に対して, 創薬による機能維持・向上を目指す新たな取り組みとなる.

Outline of Annual Research Achievements

運動の神経血管保護効果を明らかにするため、以下の動物モデル [①老化促進モデル (Senescence-Accelerated Mouse Prone: SAMP8) ②脳卒中易発症性高血圧自然発症モデル (Stroke-Prone Spontaneously Hypertensive Rat: SHRSP) ③脳梗塞モデル (血栓塞栓モデル) ④クモ膜下出血モデル (subarachnoid hemorrhage: SAH) ⑤脳出血モデル ⑥脳挫傷モデル (fluid percussion injury : FPI)] に対し、トレッドミルで「発症前の予防的運動」をさせ、行動解析、運動麻痺・感覚障害評価、AMPK (AMP-activated protein kinase) 活性化、神経栄養因子、神経・血管細胞死や凝固線溶障害などを調べている。なお④に関する論文は、2021年にpublishされている [Mol Neurobiol. 2021:5602-5617. Preconditioning Exercise in Rats Attenuates Early Brain Injury Resulting from Subarachnoid Hemorrhage by Reducing Oxidative Stress, Inflammation, and Neuronal Apoptosis]。
上記モデル ①②③④⑤⑥にAMPK活性化能を有する新規機能性単糖を投与 [PO (経口投与)、IV (経静脈投与)、 IP (腹腔内投与)]） し、行動解析、運動麻痺・感覚障害評価、神経栄養因子、神経細胞死、凝固線溶障害などを調べ、上述の「運動」同様の神経血管保護効果を持つのか、明らかにするため実験を行っている。検証は順調に進んでおり、今年度中の論文投稿を予定している。2022年度は、臨床試験を検証予定であるが、コロナ禍で、予定どおり、進めることができるか不明である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

コロナ禍で、思うように検証を進めることができていないが、動物実験の進捗に関しては、特に問題はない。

Strategy for Future Research Activity

動物実験に関しては順調に進んでいるため、今年度中の論文投稿を目指している。

Research Products

• [Journal Article] E8002 Reduces Adhesion Formation and Improves Joint Mobility in a Rat Model of Knee Arthrofibrosis (2022)
  • Author(s): Takada Seiya、Setoyama Kentaro、Norimatsu Kosuke、Otsuka Shotaro、Nakanishi Kazuki、Tani Akira、Nakakogawa Tomomi、Matsuzaki Ryoma、Matsuoka Teruki、Sakakima Harutoshi、Tancharoen Salunya、Maruyama Ikuro、Tanaka Eiichiro、Kikuchi Kiyoshi、Uchikado Hisaaki
  • Journal Title: International Journal of Molecular Sciences Volume: 23 Issue: 3 Pages: 1239-1239
  • DOI: 10.3390/ijms23031239
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Preconditioning Exercise in Rats Attenuates Early Brain Injury Resulting from Subarachnoid Hemorrhage by Reducing Oxidative Stress, Inflammation, and Neuronal Apoptosis (2021)
  • Author(s): Otsuka Shotaro、Setoyama Kentaro、Takada Seiya、Nakanishi Kazuki、Terashi Takuto、Norimatsu Kosuke、Tani Akira、Sakakima Harutoshi、Maruyama Ikuro、Tancharoen Salunya、Tanaka Eiichiro、Kikuchi Kiyoshi
  • Journal Title: Molecular Neurobiology Volume: 58 Issue: 11 Pages: 5602-5617
  • DOI: 10.1007/s12035-021-02506-7
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 1,5-Anhydro-D-fructose Protects against Rotenone-Induced Neuronal Damage In Vitro through Mitochondrial Biogenesis (2021)
  • Author(s): Kasamo Yuki、Kikuchi Kiyoshi、Yamakuchi Munekazu、Otsuka Shotaro、Takada Seiya、Kambe Yuki、Ito Takashi、Kawahara Ko-ichi、Arita Kazunori、Yoshimoto Koji、Maruyama Ikuro
  • Journal Title: International Journal of Molecular Sciences Volume: 22 Issue: 18 Pages: 9941-9941
  • DOI: 10.3390/ijms22189941
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Effect of low-intensity motor balance and coordination exercise on cognitive functions, hippocampal Aβ deposition, neuronal loss, neuroinflammation, and oxidative stress in a mouse model of Alzheimer's disease (2021)
  • Author(s): Nakanishi Kazuki、Sakakima Harutoshi、Norimatsu Kosuke、Otsuka Shotaro、Takada Seiya、Tani Akira、Kikuchi Kiyoshi
  • Journal Title: Experimental Neurology Volume: 337 Pages: 113590-113590
  • DOI: 10.1016/j.expneurol.2020.113590
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] E8002 Inhibits Peripheral Nerve Adhesion by Enhancing Fibrinolysis of l-Ascorbic Acid in a Rat Sciatic Nerve Model (2020)
  • Author(s): Kikuchi Kiyoshi、Setoyama Kentaro、Takada Seiya、Otsuka Shotaro、Nakanishi Kazuki、Norimatsu Kosuke、Tani Akira、Sakakima Harutoshi、Kawahara Ko-ichi、Hosokawa Kazuya、Kiyama Ryoji、Sumizono Megumi、Tancharoen Salunya、Maruyama Ikuro、Hattori Gohsuke、Morioka Motohiro、Tanaka Eiichiro、Uchikado Hisaaki
  • Journal Title: International Journal of Molecular Sciences Volume: 21 Issue: 11 Pages: 3972-3972
  • DOI: 10.3390/ijms21113972
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Disruption of Midkine gene reduces traumatic brain injury through the modulation of neuroinflammation. (2020)
  • Author(s): Takada S, Sakakima H, Matsuyama T, Otsuka S, Nakanishi K, Norimatsu K, Itashiki Y, Tani A, Kikuchi K.
  • Journal Title: J Neuroinflammation. Volume: 17 Issue: 1
  • DOI: 10.1186/s12974-020-1709-8
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Pinus maritima Extract Induces Apoptosis in Human Malignant Melanoma Cells via ROS/Caspase-3 Signaling (2020)
  • Author(s): Thaichinda Sunisa、Tancharoen Salunya、Kanekura Takuro、Higashi Yuko、Dararat Pornpen、Kikuchi Kiyoshi、Nararatwanchai Thamthiwat
  • Journal Title: Natural Product Communications Volume: 15 Issue: 5 Pages: 1-10
  • DOI: 10.1177/1934578x20926889
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] TLR4/MD-2 is a receptor for extracellular nucleophosmin 1 (2020)
  • Author(s): Nakatomi Kota、Ueno Hikari、Ishikawa Yuto、Salim Ronny、Mori Yuki、Kanemoto Issey、Tancharoen Salunya、Kikuchi Kiyoshi、Miura Naoki、Omori Taketo、Okuda?ashitaka Emiko、Matsumura Kiyoshi、Imaizumi Hitoshi、Motomiya Yoshihiro、Maruyama Ikuro、Kawahara Ko-Ichi
  • Journal Title: Biomedical Reports Volume: 14 Issue: 2 Pages: 1-6
  • DOI: 10.3892/br.2020.1397
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] 脳神経外科領域におけるE8002の癒着防止効果の検証 Application of a Novel Anti-Adhesive Membrane, E8002, in Neurosurgery. (2021)
  • Author(s): 菊池 清志, 瀬戸山 健太郎, 高田 聖也, 則松 貢輔, 谷 明, 竹重 暢之, 服部 剛典,森岡 基浩, 田中 永一郎, 内門 久明
  • Organizer: 第36回 日本脊髄外科学会
• [Presentation] 抗酸化力を高める意義| 脳梗塞の発症・加療に備える (2021)
  • Author(s): 菊池 清志, 瀬戸山 健太郎, 大塚 章太郎, 高田 聖也, 中西 和毅, 則松 貢輔, 谷 明, 榊間 春利, 川原 幸一, 丸山 征郎, 田中 永一郎
  • Organizer: 第18回 予防医学会学術総会
• [Presentation] 抗酸化力を高める意義| 術後癒着に備える (2021)
  • Author(s): 菊池 清志, 瀬戸山 健太郎, 大塚 章太郎, 高田 聖也, 中西 和毅, 則松 貢輔, 谷 明, 榊間 春利, 川原 幸一, 丸山 征郎, 田中 永一郎, 内門 久明
  • Organizer: 第18回 予防医学会学術総会
• [Presentation] 神経外科領域におけるE8002の癒着防止効果の検証 (2020)
  • Author(s): 菊池 清志, 瀬戸山 健太郎, 高田 聖也, 則松 貢輔, 谷 明, 服部 剛典, 森岡 基浩,田中 永一郎, 内門 久明
  • Organizer: 第10回 低侵襲・内視鏡脊髄神経外科研究会
  • Invited