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Elucidation of the cardiotoxic mechanism in rats after cocaine administration and the effect of carbon monoxide

Research Project

Project/Area Number 22K10606
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 58040:Forensics medicine-related
Research InstitutionTokyo Medical and Dental University

Principal Investigator

鵜沼 香奈  東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 准教授 (30586425)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywordsコカイン / 心臓突然死 / 収縮帯壊死 / 法医学 / アディポネクチン / 心毒性 / 一酸化炭素 / プロテオーム
Outline of Research at the Start

濫用薬物の 1 つとしてのコカインは若年者を中心に世界中で濫用例が急増しており、我が国でも特に 若年~中年層のコカイン使用による突然死の法医解剖を経験することが増え、看過できない重要な課題となっている。コカイン摂取による急性中毒としては 心血管系の合併症が主であるにも関わらず、その分子学的メカニズムついてはなお不明な点が多い。
本研究では、コカイン誘導性心毒性の分子学的な機序の解明と、生体内ガス状シグナル分子である CO 誘導による臓器保護効果について明らかにするための多角的な解析を目指している。このように検討された結果は、法医実務にでの診断、さらに臨床医学における予後予測や治療に役立つことが期待される。

Outline of Annual Research Achievements

コカインは麻薬及び向精神薬取締法における麻薬であり、とりわけ強い精神依存性を有することが知られている。ヒトでの摂取方法は経鼻的に吸引する方法が一般的であるが、静注や経口投与も知られている。近年、日本を含め世界的にコカイン乱用者数・製造量は共に増加しており、死亡者数も増加している。コカインの過剰摂取は、不整脈、心筋梗塞などの重篤な心血管障害を誘導し、重症例では心臓突然死を生起することがあることが分かって いる。しかしながら、コカインの心毒性機序と突然死メカニズムの解明は十分されていない。私は昨年度までにラットにコカインを20 mg/kg/dayを14日間尾静脈から投与したコカイン濫用モデルラットにおいて、過酸化脂質増加、広範囲の収縮帯壊死(Contraction Band Necrosis:CBN)、局所の心筋炎、心筋線維組織の軽度増加などの所見が認められることをを明らかにし報告した。当初期待していた結果とは異なり、一酸化炭素放出分子であるCORM(carbon monoxide-releasing molecule)は、コカイン濫用モデルによるこれらの組織学的な臓器毒性の改善に明らかな影響を認めなかった。一方で、心保護という観点からは、コカイン投与後の心筋でアポトーシスの増加、アディポネクチン濃度の上昇が観察されたことから、アディポネクチンがコカインの心毒性において保護的な役割を果たす可能性を示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

当初予定していた動物実験は完了し解析も終了し成果報告した。当初はコカイン誘発性心毒性の一酸化炭素の保護効果を検討す る予定であったが効果が乏しかったため、今後はコカイン誘導性の臓器毒性について、他の臓器を使って検討を進めていきたい。

Strategy for Future Research Activity

2023年度までに査読付国際英文雑誌および日本国内の学会にて成果報告を行なった。2024年度は新たに心臓以外の臓器のコカイン誘発性心毒性において保護的な役割を果たす可能性について詳細な検討を行っていきたい。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2023 2022 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 4 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Ectopic myogenesis and fibrosis accompany adipogenesis during thymic involution induced by repeated cocaine administration2023

    • Author(s)
      Unuma Kana、Wen Shuheng、Aki Toshihiko、Uemura Koichi
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 686 Pages: 149201-149201

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2023.149201

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Cocaine induces vascular smooth muscle cells proliferation via DRP1-mediated mitochondrial fission and PI3K/HIF-1α signaling2023

    • Author(s)
      Wen Shuheng、Unuma Kana、Funakoshi Takeshi、Aki Toshihiko、Uemura Koichi
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 676 Pages: 30-35

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2023.07.020

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Thymic involution caused by repeated cocaine administration includes apoptotic cell loss followed by ectopic adipogenesis2022

    • Author(s)
      Unuma Kana、Kaga Homare、Funakoshi Takeshi、Nomura Moeka、Aki Toshihiko、Uemura Koichi
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 17 Issue: 11 Pages: e0277032-e0277032

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0277032

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The Role of Peroxiredoxins in the Regulation of Sepsis2022

    • Author(s)
      Aki Toshihiko、Unuma Kana、Uemura Koichi
    • Journal Title

      Antioxidants

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 126-126

    • DOI

      10.3390/antiox11010126

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Contraction Band Necrosis with Dephosphorylated Connexin 43 in Rat Myocardium after Daily Cocaine Administration2022

    • Author(s)
      Wen Shuheng、Unuma Kana、Funakoshi Takeshi、Aki Toshihiko、Uemura Koichi
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 23 Issue: 19 Pages: 11978-11978

    • DOI

      10.3390/ijms231911978

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Role of Mitochondrial Dynamics in Cocaine’s Neurotoxicity2022

    • Author(s)
      Wen Shuheng、Aki Toshihiko、Funakoshi Takeshi、Unuma Kana、Uemura Koichi
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 23 Issue: 10 Pages: 5418-5418

    • DOI

      10.3390/ijms23105418

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] コカイン投与によるラット胸腺の組織学的検討2023

    • Author(s)
      鵜沼香奈、秋利彦、温書恒、船越丈司、上村公一
    • Organizer
      第107回 日本法医学会学術全国集会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Contraction Band and Dephosphorylated Cardiac Connexin 43 after Daily Cocaine Administration2023

    • Author(s)
      Shuheng Wen, Kana Unuma, Toshihiko AKi, Uemura Koichi
    • Organizer
      第107回 日本法医学会学術全国集会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] ラットにおける三酸化二ヒ素による酸化ストレス及び抗酸化防御機構の検討2023

    • Author(s)
      長野修太郎, 鵜沼香奈, 秋利彦, 上村公一
    • Organizer
      第107回 日本法医学会学術全国集会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 法医解剖におけるルコール・薬物と転倒・転落・暴力2022

    • Author(s)
      鵜沼香奈
    • Organizer
      第57回日本アルコール・アディクション医学会学術総会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] コカイン短期間投与ラット心筋ミトコンドリアダイナミクスへの影響2022

    • Author(s)
      Wen Shuheng, 鵜沼香奈, 船越丈司, 秋利彦, 上村公一
    • Organizer
      第106次日本法医学会学術全国集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Effects of 7 days daily cocaine administration on the spleen and brain of rats2022

    • Author(s)
      Moeka Nomura, Kana Unuma, Toshihiko Aki, Koichi Uemura
    • Organizer
      第106次日本法医学会学術全国集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 増加するコカイン関連死の分析とコカイン臓器毒性の実験的検討2022

    • Author(s)
      鵜沼香奈、秋利彦、船越丈司、渡邊嶺、上村公一
    • Organizer
      第106次日本法医学会学術全国集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Remarks] 東京医科歯科大学法医学分野

    • URL

      https://www.tmd.ac.jp/med/legm/houi_gyouseki.html

    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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