細胞外小胞によるマクロファージ制御と糖尿病性微小血管症に対する新規物理療法の開発
| Project/Area Number |
22K19752
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 59:Sports sciences, physical education, health sciences, and related fields
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
藤野 英己 神戸大学, 保健学研究科, 教授 (20278998)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
近藤 浩代 名古屋女子大学, 健康科学部, 准教授 (50333183)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | エクソソーム / 超音波照射 / 気圧刺激 / マクロファージ / 炎症抑制 / 細胞外小胞 / 微小血管 / 気圧 |
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| Outline of Research at the Start |
糖尿病の合併症は微小血管障害に起因する微小血管症であり，早期から高頻度に認められる特有な合併症である．気圧変動は骨格筋から細胞外小胞の放出を促進し，気圧変動に伴って放出される細胞外小胞がマクロファージを制御し，糖尿病性微小血管症の毛細血管リモデリングを促進するかを探索する．本研究の目的を達成するために新規に気圧制御ができる細胞培養装置を開発し，細胞による検証を実施し，その結果をもとに糖尿病モデル動物による検証を実施する． 本研究では微小血管症を予防するための新規物理療法の開発を目的として実施する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では糖尿病性微小血管症を予防するための新規物理療法の開発を実施する。物理的な刺激として超音波照射による検証と気圧・酸素濃度変動を制御できる新たな装置を開発することを目的としている。骨格筋細胞に対する超音波照射は細胞から放出されるエクソソームを増加できることが観察され，放出されたエクソソームがマクロファージの炎症作用を抑制することが確認できた。メタボロ解析により本作用には免疫応答遺伝子IRG1発現増加によるイタコン酸の産生を増加させることによる作用と考えられた。本検証で骨格筋から放出されるエクソソームの有用性が確認できたために気圧・酸素濃度変動によるエクソソームの検証を実施した。低酸素環境は通常酸素環境に比較して筋芽細胞の増殖を促進させることが観察され、さらにRNAシーケンスによるKEGGパスウェイ解析で低圧低酸素環境下では低酸素環境に比較してPI3K-Aktシグナリングパスウェイに差が認められた。また、低酸素環境は通常酸素環境に比較して筋芽細胞からのエクソソーム放出を促進させ、マクロファージの炎症抑制が増強されることが観察された。また、低酸素環境下での筋芽細胞からのエクソソーム放出促進には、HIF-1αとRab39bが関与していることが示唆された。これらの結果から低圧低酸素環境は筋芽細胞の増殖を効果的に促進する環境であることが明らかになったために気圧・酸素濃度変動を制御できる新たな装置の開発を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
超音波照射での検証は予想をしていた通りの効果が観察された．また，新規物理療法機器の開発の基盤となるin vitroでの検証は予想通りに進み，同時に新規物理療法機器の開発を行っている．一方，新規物理療法機器の開発では予想出来なかったエアリークや温度，酸素濃度，二酸化炭素濃度の制御の困難さがあり，計画通りには進まなかった．
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| Strategy for Future Research Activity |
骨格筋細胞への気圧・酸素濃度の制御でエクソソーム放出が促進されることが確認できた．新たに気圧・酸素濃度の制御できる装置を開発し，本装置での効果検証をin vitroで実施する計画である．また，本年度後半にはモデル動物を使用した検証へ進展させる計画である．
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Report
(1 results)
Research Products
(27 results)
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[Journal Article] Acute Effects of Combination Therapy by Triceps Surae Stretching and Electrical Stimulation to the Tibialis Anterior on Medial Forefoot Plantar Pressure During Gait in Patients With Diabetes Mellitus.2023
Author(s)
Maeshige N, Moriguchi M, Fujii M, Kanazawa H, Yoshikawa Y, Kitamura K, Okuno F, Yamaguchi A, Uemura M, Hosomi M, Hara K, Terashi H, Fujino H
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Journal Title
Int J Low Extrem Wounds.
Volume: ー
Pages: 153-153
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Brazilian propolis intake decreases body fat mass and oxidative stress in community-dwelling elderly females: A randomized placebo-controlled trial.2023
Author(s)
Kanazashi M, Iida T, Nakanishi R, Tanaka M, Ikeda H, Takamiya N, Maeshige N, Kondo H, Nishigami T, Harada T, Fujino H.
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Journal Title
Nutrients
Volume: 15
Issue: 2
Pages: 364-364
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Skeletal myotube-derived extracellular vesicles enhance itaconate production and attenuate inflammatory responses of macrophages2023
Author(s)
Yamaguchi A, Maeshige N, Yan J, Ma X, Uemura M, Matsuda M, Nishimura Y, Hasunuma T, Kondo H, Fujino H, Yuan ZM.
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Journal Title
Front Immunol
Volume: 14
Pages: 1099799-1099799
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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