| Project/Area Number |
22K17659
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
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| Research Institution | Teikyo Heisei University |
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Principal Investigator |
日置 麻也 帝京平成大学, 健康医療スポーツ学部, 准教授 (60769058)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
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| Keywords | 骨格筋脂肪酸 / 7テスラプロトン磁気共鳴分光法 / 脂質代謝 / スペクトル分解能 / 核磁気共鳴分光法 |
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| Outline of Research at the Start |
筋細胞内脂質は重要なエネルギー基質の一つとして日常生活の身体活動やスポーツ活動に利用されるが、加齢や不活動によって過度に蓄積されると、2型糖尿病の罹患リスクを高める要因になる。本研究は、2型糖尿病に対する治療法を飛躍的に発展させるために、7テスラ超高磁場プロトン磁気共鳴分光法(1H-MRS)を用いて、筋細胞内脂質に結合する脂肪酸特定と代謝メカニズムを解明することを目的とする。異なる代謝特性を持つ若年者、高齢者、アスリート(持久系・スプリント系)を対象に、飽和・不飽和脂肪酸を特定し、運動負荷による脂肪酸動態の変化を対象間で比較し、その脂質代謝メカニズム解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
筋細胞内脂質は重要なエネルギー基質の一つとして日常生活の身体活動やスポーツ活動に利用されるが、加齢や不活動によって過度に蓄積されると、2型糖尿病の罹患リスクを高める要因になる。本研究は、2型糖尿病に対する治療法を飛躍的に発展させるために、7テスラ超高磁場プロトン磁気共鳴分光法(1H-MRS)を用いて、筋細胞内脂質に結合する脂肪酸特定と 代謝メカニズムを解明することを目的とする。異なる代謝特性を持つ若年者、高齢者、アスリート(持久系・スプリント系)を対象に、飽和・不飽和脂肪酸を特定し、運動負荷による脂肪酸動態の変化を対象間で比較し、その脂質代謝メカニズム解明を目指す。
2023年度は、以下3点を実施した。
1) 7テスラ1H-MRSを用いて、骨格筋代謝物質を計測した。この実験では、シーケンス (シム調整、磁場均一度評価)、コイルの種類・位置、測定のタイミング等を検討した。健常成人男女 (8名) を対象にヒト骨格筋の1H-MRSを実行した。
2) ヒト骨格筋と同等の脂肪酸試薬を600MHz 高分解能 (NMR) スペクトルから収集し、リファレンスを作成した。このリファレンスを基準スペクトルとし、1) の7テスラで検出したヒト骨格筋細胞内と細胞外脂質から脂肪酸 (3種類：オレイン酸、パルミチン酸、リノール酸) に加え、新たにαリノレン酸、γリノレン酸、アセチル-L-カルニチン、タウリンの同定を試みた。
3)臨床用途3テスラ1H-MRSを用いて、運動負荷 (運動時間と強度) の決定、運動機器の作成、測定タイミングなどを検討する実験を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
1) 前脛骨筋の代謝物質 (筋細胞内・外脂質、タウリン、トリメチルアンモニウム、総クレアチン) のスペクトルピーク分裂が正確に得られた。しかし、シム調整、磁場均一度の評価にかかる時間は対象者間で異なっていた。被験筋は下腿部筋群の中から、前脛骨筋(平行筋)にターゲットを絞り、代謝物質を収集した。これは静磁場方向と筋線維方向を平行にすることで、正確なケミカルシフトが得られることを確認したためである。
2) 600 MHz NMRにより、リファレンス (基準スペクトル) として3種脂肪酸スペクトル、αリノレン酸、γリノレン酸、タウリンのスペクトルを得た。NMRの結果から、ヒト骨格筋の3種脂肪酸スペクトル、αリノレン酸、γリノレン酸のスペクトルの同定、定量化のためには、ブロード信号を考慮したフィッテングが必要であることがわかった。
3) 3テスラ1H-MRSを用いた運動負荷実験は、共同研究施設 (明治国際医療大学) 倫理委員会より承認され、その後、実験を行った。運動時間、運動負荷、タイムスケジュールが確定した。運動機器については、初めにMR装置内で使用可能な素材で試作機を作成し、実験を行った。その後、実際に実験で使用する運動機器を作成し、検証実験を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
前脛骨筋の代謝物質スペクトルでは、正式なケミカルシフトと分裂を得ることができた。引き続き、更なる精度上昇と安定した計測時間を目指す。また3T運動負荷の実験、データ解析、論文執筆は継続する。2024年度は、7テスラ1H-MRSを用いて運動負荷実験を開始する。7テスラ1H-MRSを用いた実験は、共同研究施設 (生理学研究所倫理委員会、明治国際医療大学) の承認を得た後、開始する。
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