糖尿病由来のミトコンドリア機能障害に対する交流磁気刺激の予防効果
| Project/Area Number |
20K19331
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
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| Research Institution | Kobe International University |
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Principal Investigator |
中西 亮介 神戸国際大学, リハビリテーション学部, 講師 (60807238)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
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| Keywords | 骨格筋 / ミトコンドリア / 脂質代謝 / 交流磁気刺激 / 肥満 / 糖尿病 / ミトコンドリア機能障害 / 代謝活性 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究の目的は，糖尿病由来のミトコンドリア機能障害に対する60Hz交流磁気刺激の予防効果を明らかにすることである．交流磁気刺激療法は低周波領域の磁場を生体に照射する方法であり，皮膚との接着を必要としないという利点を有するため．これまで運動や電気刺激療法などの治療介入が困難であった末梢神経障害や循環障害を有する重篤患者においても治療介入ができることが予想される．一方で，交流磁気刺激が糖尿病由来のミトコンドリア機能障害に対する予防効果を検証した研究はみられない．そこで，本課題は分子生物学的手法及び分子生化学的手法を用いた基礎的研究を行い，効果の有無ならびに機序の解明を行う研究である．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は糖尿病由来のミトコンドリア機能障害に対する交流磁気刺激の予防効果を明らかにすることである．昨年度および一昨年度は60Hzの交流磁気刺激照射が脂肪酸をミトコンドリアに取り込む経路を促進させることが明らかになった．また60Hzの交流磁場が脂肪酸経路を促進させるメカニズムを検証するとともにエネルギー消費について更なる検証も行った．さらに，前脛骨筋サンプルに対してAMP-activated protein kinase（AMPK）のタンパク質の発現をWestern Blotting法を用いて解析した．その結果，60Hzの交流磁気刺激照射がAMPKの活性化を促進させることが明らかになった．さらに，エネルギー消費のメカニズムを明らかにするためにC2C12筋菅細胞に60Hzの交流磁気刺激を短回照射し，ミトコンドリア膜電位プローブを用いてその反応性を可視化するとともに，数値化し評価した．これらの結果より，60Hz交流磁気刺激を行うことでミトコンドリア膜電位に変化（ミトコンドリア膜電位の低下）が生じることが明らかになり，脱共役を積極的に引き起こしていることが明らかになった．さらに筋特異的に生じる脱共役タンパク質であるUncoupling protein-3のmRNA発現が著しく増加したことから，60Hz交流磁気刺激は骨格筋においてミトコンドリア内でのエネルギー消費に関与する脱共役にも寄与していることが明らかになった．これらのメカニズムから60Hz交流磁気刺激はAMPKの活性化を促進させることでミトコンドリア内への脂肪酸取り込みを促進させるだけでなく，脂質消費を高め，筋内脂肪の蓄積や血糖値の低下に寄与していることが明らかになった．今後の課題としては、60Hz交流磁気刺激がAMPKのリン酸化を誘発するメカニズムをより詳しく解明することが必要であると考えられる．
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Report
(4 results)
Research Products
(23 results)
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[Journal Article] High Concentrations of Nucleotides Prevent Capillary Regression during Hindlimb Unloading by Inhibiting Oxidative Stress and Enhancing Mitochondrial Metabolism of Soleus Muscles in Rats2023
Author(s)
Nakanishi R, Hashimoto N, Takuwa M, Xing J, Uemura M, Un Nisa B, Tanaka M, Hirabayashi T, Tanaka M, Fujino H.
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Journal Title
ACTA HISTOCHEMICA ET CYTOCHEMICA
Volume: 56
Issue: 6
Pages: 95-104
DOI
ISSN
0044-5991, 1347-5800
Year and Date
2023-12-28
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Brazilian propolis intake decreases body fat mass and oxidative stress in community-dwelling elderly females: A randomized placebo-controlled trial.2023
Author(s)
Kanazashi M, Iida T, Nakanishi R, Tanaka M, Ikeda H, Takamiya N, Maeshige N, Kondo H, Nishigami T, Harada T, Fujino H.
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Journal Title
Nutrients
Volume: 15
Issue: 2
Pages: 364-364
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Protective effects of chlorogenic acid on capillary regression caused by disuse muscle atrophy2021
Author(s)
Xing J, Pan H, Lin H, Nakanishi R, Hirabayashi T, Nakayama E, Ma X, Maeshige N, Kondo H, Fujino H
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Journal Title
Biomedical Research
Volume: 42
Issue: 6
Pages: 257-264
DOI
NAID
ISSN
0388-6107, 1880-313X
Year and Date
2021-12-22
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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