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老化初期からの歩行機能低下の改善:脳ミトコンドリア機能改善による介入法の検討

Research Project

Project/Area Number 22K11306
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
Research InstitutionTokyo Metropolitan Geriatric Hospital and Institute of Gerontology

Principal Investigator

井上 律子  地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究員 (20583826)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
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: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords老化 / 運動機能 / 歩行 / 皮質運動野 / ミトコンドリア / コエンザイムQ10 / 中年 / 運動野
Outline of Research at the Start

加齢に伴う歩行変化は、要介護の要因となる「転倒リスク上昇」との関連が示唆される重要な老化現象である。本研究では、老化初期(中年)マウスの歩行変化を定量解析し、ミトコンドリア機能改善物質投与により加齢に伴う歩行変化が改善するか、さらにその機序はミトコンドリア機能および運動野の神経活動と関係するかを調べる。老化初期動物の歩行機能改善法が確立できれば、臨床応用で効果的な介入時期・方法の研究に貢献できる。

Outline of Annual Research Achievements

加齢に伴う歩行変化は、転倒リスク上昇との関連が示唆され、高齢者の要介護の要因となる危険性が高い重要な老化現象である。ヒトやげっ歯類では、老化初期に相当する中年期から、加齢に伴う歩行変化が生じることが報告されている。この歩行変化による歩行機能低下のメカニズムを明らかにし、機能改善のための介入法を確立する上で、動物実験は有効だと考えられる。またエネルギー代謝に関わるミトコンドリア補酵素・コエンザイムQ10は、各臓器において加齢に伴い減少することが知られている。これまでコエンザイムQ10投与による脳ミトコンドリア機能の改善を介して、中年マウスで低下する一部の運動機能と皮質運動野の神経活動が回復する機序を明らかにしてきた。よって本研究では「老化初期の脳ミトコンドリア機能の改善は、加齢に伴う歩行機能低下も改善する」という仮説を立てた。
老化初期に相当する中年動物の歩行変化の研究は多くはなく、加齢の影響を受けやすい歩行指標の検討が十分に行われているとは言い難い。2023年度は、自発的な歩行における加齢変化を自然歩行解析システム(CatWalk XT)により計測し、中年および高齢マウスにおいてどの歩行指標が変化するか、さらに水溶化CoQ10投与により歩行機能が改善するかを検証した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

加齢変化する歩行指標とCoQ10投与による歩行機能改善の詳細を比較する必要が出てきたため、中年マウスより顕著な歩行機能低下を示す高齢マウスでの実験を追加した。また、これまでの研究から生体内のCoQ10濃度と運動機能の関連が想定されるため、高齢動物および日本人健常高齢者の血漿CoQ10濃度と歩行機能についての予備的検討を追加した。

Strategy for Future Research Activity

自然歩行において加齢変化する歩行指標とCoQ10投与による歩行機能改善の詳細を評価するため、歩行機能低下が顕著にみられる高齢動物を使用した実験を追加する。
また本研究課題のこれまでの結果においてもCoQ10投与により運動機能が改善されることから、生体内のCoQ10濃度と運動機能の関連が想定される。CoQ10投与の効果の指標となるか検討するため、歩行機能データ取得後の老化動物の血漿CoQ10濃度の測定を試みる。

Report

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

    (9 results)

All 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Neuronal Plasticity and Age-Related Functional Decline in the Motor Cortex2023

    • Author(s)
      Inoue Ritsuko、Nishimune Hiroshi
    • Journal Title

      Cells

      Volume: 12 Issue: 17 Pages: 2142-2142

    • DOI

      10.3390/cells12172142

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Coenzyme Q10 supplementation improves the motor function of middle-aged mice by restoring the neuronal activity of the motor cortex2023

    • Author(s)
      Inoue Ritsuko、Miura Masami、Yanai Shuichi、Nishimune Hiroshi
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 4323-4323

    • DOI

      10.1038/s41598-023-31510-1

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 老化に伴う神経活動の低下とシナプス可塑性を介した機能改善2023

    • Author(s)
      井上律子
    • Organizer
      第46回日本基礎老化学会大会 シンポジウム「老化と中枢神経」
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 加齢に伴う歩行機能低下の改善と水溶化コエンザイムQ10の有効性2023

    • Author(s)
      井上律子、柳井修一、三浦正巳、西宗裕史
    • Organizer
      TOBIRA第11回研究交流フォーラム
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Coenzyme Q10 supplementation improves age-related reduction of fEPSP in the motor cortex of middle-aged mice.2023

    • Author(s)
      井上律子、三浦正巳、柳井修一、西宗裕史
    • Organizer
      第100回日本生理学会大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Coenzyme Q10 supplementations improve age-related decline of neuronal activities in the mouse motor cortex.2022

    • Author(s)
      Ritsuko Inoue, Hiroshi Nishimune.
    • Organizer
      第45回日本神経科学学会大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Exogenous coenzyme Q10 improves age-related decline of neurophysiological activities in the mouse motor cortex.2022

    • Author(s)
      Ritsuko INOUE, Masami MIURA, Hiroshi NISHIMUNE.
    • Organizer
      第45回日本基礎老化学会大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 加齢に伴うマウス運動機能低下と水溶化CoQ10補充による改善メカニズム2022

    • Author(s)
      井上律子、三浦正巳、柳井修一、西宗裕史
    • Organizer
      第19回日本コエンザイムQ協会研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 加齢に伴う運動機能低下の改善・予防と水溶化コエンザイムQ102022

    • Author(s)
      井上律子
    • Organizer
      第20回日本機能性食品医用学会総会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited

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

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