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Elucidation of the Exacerbation Mechanism Mediated by Skeletal Muscle-Derived Exosomes in Sepsis with Sarcopenia

Research Project

Project/Area Number 22K16644
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 55060:Emergency medicine-related
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

Enoki Yuki  慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 講師 (50813854)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords骨格筋萎縮 / 敗血症 / 坐骨神経切断 / エクソソーム / 抑制性免疫 / サルコペニア / 腎障害 / 骨格筋
Outline of Research at the Start

サルコペニア(骨格筋の萎縮)を有する患者では、敗血症や感染症の予後が不良であることが知られている。最近になり、骨格筋が感染症病態時に免疫調節作用に関与していることが報告されているが、その詳細な制御機構は未だ不明である。近年、エクソソームと呼ばれる細胞から分泌される小胞が臓器間のコミュニケーション因子として注目されており、疾患との関わりも報告されている。本研究ではサルコペニアによる敗血症増悪機序として骨格筋由来のエクソソームを介した免疫機構に及ぼす影響ついて検証することを目的としている。

Outline of Final Research Achievements

Although patients with skeletal muscle atrophy exhibit a poorer prognosis in sepsis, the underlying mechanisms remain largely undefined. To investigate this relationship, the applicant established a murine model of skeletal muscle atrophy induced by sciatic nerve transection (DN) and examined its impact on sepsis progression. The results demonstrated that DN mice exhibited aggravated sepsis, accompanied by an increased proportion of splenic T cells expressing the immune checkpoint molecule cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4 (CTLA-4). Furthermore, when exosomes isolated from the atrophied skeletal muscle of septic DN mice were applied to splenocytes from healthy mice, there was a notable increase in CTLA-4+CD4+ T cells. These findings suggest that exacerbation of sepsis in the context of skeletal muscle atrophy may be mediated by excessive activation of immunosuppressive pathways driven by exosomes derived from atrophied skeletal muscle.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

いくつかの臨床研究において低体重やサルコペニア患者では、敗血症の予後が不良であることが示されていたがその機序は全く不明であった。本研究は、骨格筋と免疫細胞のクロストークについて明らかにした報告であり、特に萎縮した骨格筋が敗血症に対して負の制御を担う可能性を明らかにした初めての研究である。骨格筋の感染症免疫に対する役割の一部を明らかにしたとともに、その作用機序としてエクソソームを介した可能性を提示した。本研究結果は、サルコペニアの予防や治療が敗血症の増悪抑制において有用である可能性を示すとともに、エクソソームがそのマーカーや治療標的となる可能性の一端を明らかにした点においてその意義は大きい。

Report

(4 results)
  • 2024 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] T‐cell immunosuppression in sepsis is augmented by sciatic denervation‐induced skeletal muscle atrophy2024

    • Author(s)
      Osa Sumika、Enoki Yuki、Takahashi Daisuke、Chuang Victor Tuan Giam、Taguchi Kazuaki、Matsumoto Kazuaki
    • Journal Title

      FEBS Letters

      Volume: 598 Issue: 20 Pages: 2581-2591

    • DOI

      10.1002/1873-3468.14999

    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Betulinic acid ameliorates cast-immobilized skeletal muscle atrophy but not denervation-induced skeletal muscle atrophy2024

    • Author(s)
      Enoki Yuki、Kanezaki Yuki、Takahata Isamu、Taguchi Kazuaki、Matsumoto Kazuaki
    • Journal Title

      JCSM Communications

      Volume: 7 Issue: 1 Pages: 30-39

    • DOI

      10.1002/rco2.89

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A combination of 5/6‐nephrectomy and unilateral ureteral obstruction model accelerates progression of remote organ fibrosis in chronic kidney disease2023

    • Author(s)
      Homma Kyoka、Enoki Yuki、Uchida Sato、Taguchi Kazuaki、Matsumoto Kazuaki
    • Journal Title

      FASEB BioAdvances

      Volume: 5 Issue: 10 Pages: 377-394

    • DOI

      10.1096/fba.2023-00045

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] SCIATIC DENERVATION-INDUCED SKELETAL MUSCLE ATROPHY IS ASSOCIATED WITH PERSISTENT INFLAMMATION AND INCREASED MORTALITY DURING SEPSIS2022

    • Author(s)
      Osa Sumika、Enoki Yuki、Miyajima Taichi、Akiyama Masahiro、Fujiwara Yukio、Taguchi Kazuaki、Kim Yun-Gi、Matsumoto Kazuaki
    • Journal Title

      Shock

      Volume: 59 Issue: 3 Pages: 417-425

    • DOI

      10.1097/shk.0000000000002053

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The G protein‐coupled receptor ligand apelin‐13 ameliorates skeletal muscle atrophy induced by chronic kidney disease2022

    • Author(s)
      Enoki Yuki、Nagai Tomoya、Hamamura Yuna、Osa Sumika、Nakamura Hideaki、Taguchi Kazuaki、Watanabe Hiroshi、Maruyama Toru、Matsumoto Kazuaki
    • Journal Title

      Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 553-564

    • DOI

      10.1002/jcsm.13159

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 骨格筋萎縮による敗血症増悪に抑制性免疫が関与するか?2024

    • Author(s)
      榎木 裕紀、長 邑花、秋山 雅博、高橋 大輔、金 倫基、田口 和明、松元 一明
    • Organizer
      第24回日本抗加齢医学会総会
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] 骨格筋萎縮による敗血症病態の増悪と免疫状態変動の関与2023

    • Author(s)
      長邑花、榎木裕紀、田口和明、松元一明
    • Organizer
      日本薬学会第143年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2026-01-16  

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