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Vasvular-Brain Interaction: for Early Detection of Dementia Risk

Research Project

Project/Area Number 21K18299
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 59:Sports sciences, physical education, health sciences, and related fields
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

菅原 順  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究グループ長 (00357261)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 渡辺 由美子  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (20425739)
菅生 康子  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究グループ長 (40357257)
樽味 孝  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 上級主任研究員 (40825858)
高島 一郎  第一工科大学, 工学部, 教授 (90357351)
浅原 亮太  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究員 (90847584)
稗田 道成  九州大学, 医学研究院, 助教 (80739342)
九里 信夫  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究員 (10761299)
東本 翼  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究員 (90964247)
Project Period (FY) 2021-07-09 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥25,870,000 (Direct Cost: ¥19,900,000、Indirect Cost: ¥5,970,000)
Fiscal Year 2023: ¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000)
Fiscal Year 2022: ¥10,530,000 (Direct Cost: ¥8,100,000、Indirect Cost: ¥2,430,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Keywords加齢 / 動脈スティフネス / 認知症 / 動脈硬化 / トランスレーショナルスタディ / 運動トレーニング
Outline of Research at the Start

動脈スティフネス(壁の硬さ)の増大と脳潅流異常及び認知機能低下の因果関係を明らかにし、認知症発症予防のための有効なリスクマーカーの同定を目指す。この目的を果たすために、ヒトと動物(げっ歯類およびサル)を対象に、以下の仮説を検証するトランスレーショナルスタディを行う。
仮説1: 過大な拍動性血流変動は脳血管の機能的損傷を引き起こす。
仮説2: 慢性の動脈スティフネス増大は脳血管機能及び脳構造変化と認知機能低下をもたらす。

Outline of Annual Research Achievements

認知症対策は、健康の保持・増進、QoLの向上、さらには高騰する医療費・介護費抑制に直結する、不可避かつ喫緊の問題である。発症リスクの軽減による発症予防・遅延が最重要課題となっている。本研究では、動脈スティフネスの増大と脳潅流異常及び認知機能低下の因果関係を明らかにし、認知症発症予防のための有効なリスクマーカーの同定を目指す。この目的を果たすために、ヒトと動物(げっ歯類およびサル)を対象にトランスレーショナルスタディを実施する。動脈スティフネスの増大と脳潅流異常及び認知機能低下の因果関係を明らかにするため、サルを用いたモデル動物作成のために引き続き準備を進めた。
今年度は、ヒトを対象にした研究において、習慣的持久性トレーニングが近位大動脈機能に与える絵教について、大動脈隠避ダンスを指標に論文を発表した(Fukuie et al. J appl physiol. 2023)。また、近位大動脈スティフネスを簡便に計測する評価法の開発に注力した。論文執筆を終え、高血圧関連のQ1ジャーナルへの投稿を済ませた。計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウムにおいて、シンポジストとして、「動脈ウインドケッセル機能の生理学的意義および評価法」という題目での講演を行った。
動物を対象にした研究では、げっ歯類において、ラットを対象に頸動脈処置による脳潅流異常が、大脳皮質灰白質に与える影響をMRIと免疫組織学の手法を用いて解析した。その結果、灰白質のミエリン形成不全などの構造変化が生じること、運動介入によりミエリン化が促進することが明らかとなった。サルにおいては、ステントの作製について検討した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

実験自体は順調に進行しているが、当該研究をさらに加速・推進するために追加実験が必要となった。また、解析結果を学会や論文として発表する時間が必要なため、1年間の延長を申請した。

Strategy for Future Research Activity

追加実験を実施するとともに、解析結果を学会発表および論文発表していく。

Report

(4 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Comments on the Screening Results   Research-status Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 8 results,  Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 3 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] Texas Health Presbyterian Hospital(米国)

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Journal Article] Ascending aortic impedance in young endurance athletes: a time-resolved phase-contrast MRI study2024

    • Author(s)
      Fukuie Marina、Yamabe Takayuki、Kimura Ryota、Zhu David C.、Ohyama-Byun Keigo、Maeda Seiji、Sugawara Jun、Tarumi Takashi
    • Journal Title

      Journal of Applied Physiology

      Volume: 136 Issue: 3 Pages: 555-566

    • DOI

      10.1152/japplphysiol.00184.2023

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Arterial Aging and Cerebrovascular Function: Impact of Aerobic Exercise Training in Older Adults2023

    • Author(s)
      Tomoto Tsubasa、Zhang Rong
    • Journal Title

      Aging and disease

      Volume: - Pages: 0-0

    • DOI

      10.14336/ad.2023.1109-1

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Cerebral blood flow and cerebrovascular resistance across the adult lifespan: A multimodality approach2023

    • Author(s)
      Tomoto Tsubasa、Lu Marilyn、Khan Ayaz M、Liu Jie、Pasha Evan P、Tarumi Takashi、Zhang Rong
    • Journal Title

      Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism

      Volume: na Issue: 6 Pages: 1-15

    • DOI

      10.1177/0271678x231153741

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Central arterial stiffness, brain white matter hyperintensity and total brain volume across the adult lifespan2023

    • Author(s)
      Tomoto Tsubasa、Tarumi Takashi、Zhang Rong
    • Journal Title

      Journal of Hypertension

      Volume: 41 Pages: 819-829

    • DOI

      10.1097/hjh.0000000000003404

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Hippocampal-prefrontal long-term potentiation-like plasticity with transcranial direct current stimulation in rats2023

    • Author(s)
      Yumiko Watanabe, Shinnosuke Dezawa, Hiroyuki Takei, Kazuaki Nagasaka, Ichiro Takashima
    • Journal Title

      Neurobiology of Learning and Memory

      Volume: 201 Pages: 107750-107750

    • DOI

      10.1016/j.nlm.2023.107750

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Altered cardiac β1 responsiveness in hyperthermic older adults2022

    • Author(s)
      Fischer M, Moralez G, Sarma S, MacNamara J, Cramer M, Huang M, Romero S, Hieda M, Shibasaki M, Ogoh S, and Crandall C.
    • Journal Title

      Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol

      Volume: 323 Issue: 4 Pages: R581-R588

    • DOI

      10.1152/ajpregu.00040.2022

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 1 Year HIIT and Omega-3 Fatty Acids to Improve Cardiometabolic Risk in Stage-A Heart Failure2022

    • Author(s)
      Hearon CM Jr, Dias KA, MacNamara JP, Hieda M, Mantha Y, Harada R, Samels M, Morris M, Szczepaniak LS, Levine BD, Sarma S.
    • Journal Title

      JACC Heart Fail

      Volume: 10 Issue: 4 Pages: 238-249

    • DOI

      10.1016/j.jchf.2022.01.004

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Aerobic exercise training reduces cerebrovascular impedance in older adults: a 1-year randomized controlled trial2022

    • Author(s)
      Jun Sugawara , Takashi Tarumi, Changyang Xng, Jie Liu, Tsubasa Tomoto, Evan P Pasha, Rong Zhang
    • Journal Title

      J Appl Physiol

      Volume: 133 Issue: 4 Pages: 902-912

    • DOI

      10.1152/japplphysiol.00241.2022

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Valvulo-Arterial Impedance and Dimensionless Index for Risk Stratifying Patients With Severe Aortic Stenosis2021

    • Author(s)
      Yogamaya Mantha, Shutato Futami, Shohei Moriyama, Michinari Hieda
    • Journal Title

      Frontiers in Cardiovascular Medicine

      Volume: 8 Pages: 742297-742297

    • DOI

      10.3389/fcvm.2021.742297

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 脳性麻痺モデル動物への運動トレーニングが脳内の白質構造に与える影響2023

    • Author(s)
      後藤太一、岩木直、九里信夫
    • Organizer
      SICE LE2023、計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 脳性麻痺モデルラットにおける運動機能回復と脳内の白質構造変換2023

    • Author(s)
      後藤太一、釣木澤朋和、小牧裕司、岩木直、九里信夫
    • Organizer
      脳機能とリハビリテーション研究会学術集会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 横行大動脈硬化モデルラットにおける神経回路変化のMRI解析2023

    • Author(s)
      後藤太一、大久保正貴、福家真理那、東本翼、樽味孝、渡辺由美子、高島一郎、菅原順、九里信夫
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 中心動脈スティフネスと脳循環機能:認知症予防の視点から2021

    • Author(s)
      菅原順
    • Organizer
      日本体力医学会第76回大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Arterial Stiffness and Exercise Training: An Update2021

    • Author(s)
      Jun Sugawara
    • Organizer
      European College of Sports Science Annual Congress 2021
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2021-07-13   Modified: 2024-12-25  

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