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Exploring Novel Management to Reduce Preterm Birth: The Role of In Molecular Hydrogen Production and Th17

Research Project

Project/Area Number 21K16812
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 56040:Obstetrics and gynecology-related
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

IMAI Kenji  名古屋大学, 医学部附属病院, 講師 (20778295)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 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 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords早産 / 分子状水素 / T細胞 / 胎児脳障害 / IL-26 / サイトカイン / 腸内細菌叢
Outline of Research at the Start

正常な妊娠維持には適切な免疫寛容、Th17およびTregの適切なバランスが重要である。早産を含めたさまざまな疾病発症に関わるとされる腸内細菌叢はこれらTh17/Tregの分化誘導にも大きな影響を与える。また、腸内細菌叢は生体内における唯一の分子状水素産生源でもある。つまり、Th17/Treg、腸内細菌叢、分子状水素は互いに密接な関係にある。一方で、生理的に産生される分子状水素の生体内での役割、特にヒト妊婦における役割は未だ解明されていない。本研究の目的は分子状水素がヒトの妊娠免疫寛容にもたらす影響の検討およびヒト妊婦への分子状水素投与を実践に移すことである。

Outline of Final Research Achievements

We investigated the association between molecular hydrogen (H2) concentration and preterm birth, as well as the effectiveness of maternal H2 administration from an immunological perspective. Using both mouse models and samples from pregnant women (breath, serum, T cells, amniotic membrane etc.), we demonstrated that in vivo H2 concentration is an independent causal factor for preterm birth. H2 was found to inhibit effector T cells such as CD8, Th1, and Th17, without affecting Tregs, thereby supporting the maintenance of immune tolerance necessary for pregnancy. The study also identified a subgroup of pregnant women with low in vivo H2 levels who are at high risk for preterm birth and suggested that H2 supplementation could be a potential preventive and therapeutic approach for preterm birth.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

生体内H2濃度の低い妊婦は早産ハイリスクであった。生体内H2濃度低下と出生児脳障害の関連も既に報告した。母獣や胎仔のH2濃度の意義を世界に先駆けて報告してきたが、本研究はこれら知見をヒト妊婦で確認した初めての研究であろう。H2濃度は呼気検査により簡便・低侵襲に測定でき、早産予測マーカーとして臨床応用する実現性は高い。母体の免疫細胞Th17、新規炎症性サイトカインIL-26が早産に関わること、生体内H2がeffector T細胞の活性化を抑制することを初めて報告した。これら成果は腸管内H2濃度の低い集団を対象としたH2の補完・補充が早産減少や後遺症なき児生存の一助となる可能性を期待させる。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Predicting preterm birth within 2weeks in asymptomatic women with a short cervix: Combined effects of cervicovaginal fluid cytokine levels and fetal fibronectin test2024

    • Author(s)
      Ohori Yukiko、Imai Kenji、Tano Sho、Owaki Taro、Miki Rika、Nozaki Yuki、Ushida Takafumi、Kajiyama Hiroaki、Kotani Tomomi
    • Journal Title

      Journal of Obstetrics and Gynaecology Research

      Volume: 50 Issue: 4 Pages: 587-595

    • DOI

      10.1111/jog.15889

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Molecular hydrogen has a positive impact on pregnancy maintenance through enhancement of mitochondrial function and immunomodulatory effects on T cells2022

    • Author(s)
      Aoki Chieko、Imai Kenji、Mizutani Teruyuki、Sugiyama Daisuke、Miki Rika、Koya Yoshihiro、Kobayashi Tomoko、Ushida Takafumi、Iitani Yukako、Nakamura Noriyuki、Owaki Taro、Nishikawa Hiroyoshi、Toyokuni Shinya、Kajiyama Hiroaki、Kotani Tomomi
    • Journal Title

      Life Sciences

      Volume: 308 Pages: 120955-120955

    • DOI

      10.1016/j.lfs.2022.120955

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 早産ハイリスク妊婦管理の向上を目指したマルチプレックスアッセイによる腟内サイトカインの網羅的解析2023

    • Author(s)
      大堀友記子 今井健史
    • Organizer
      第75回日本産科婦人科学会・学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 自然早産における腸内細菌叢の関与 ~マウスモデルによる因果関係の検証~2023

    • Author(s)
      今井健史
    • Organizer
      第16回日本早産学会学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 自然早産予測のための定量的 placental alpha microglobulin-1 (PAMG-1) 検査の有用性2023

    • Author(s)
      野崎雄揮、今井健史
    • Organizer
      第16回日本早産学会学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 妊娠における分子状水素の意義と可能性2022

    • Author(s)
      今井健史
    • Organizer
      第11回日本分子状水素医学生物学会大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 妊娠維持における母体腸内細菌水素産生能の重要性 -免疫細胞Th17/Tregおよび新規炎症性サイトカインIL-26に注目した検討-2021

    • Author(s)
      今井健史
    • Organizer
      第73回日本産科婦人科学会学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 妊娠維持における獲得免疫の関わり ~生体内分子状水素の役割を中心に~2021

    • Author(s)
      今井健史
    • Organizer
      第36回日本生殖免疫学会総会・学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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