| 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 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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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 | 細胞外小胞 / 気圧刺激 / マクロファージ / 炎症抑制 / エクソソーム / 超音波照射 / 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するために物理的な刺激として超音波照射や気圧・酸素濃度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．気圧・酸素濃度制御の培養装置は完成し，本装置で培養を実施した．先ず，骨格筋細胞に対する超音波照射は細胞から放出される細胞外小胞を増加できることが観察され，放出された細胞外小胞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．一方，超音波刺激は限定した部位に対しては有効であるが，刺激面積が限定される．そこで，低酸素刺激による効果について検証した．低酸素刺激は大量の細胞を同時に刺激する効率的な方法の一つであり，細胞からの細胞外小胞の放出を促進することが可能である．さらに低酸素環境が筋細胞由来の細胞外小胞の放出に及ぼす影響と抗炎症効果について検討した．低酸素環境で検証した結果，細胞外小胞の放出に適切な酸素濃度が存在し，その特定の濃度で細胞外小胞の放出が亢進されることを観察した，また，低酸素環境に刺激された筋細胞はHIF-1αやRab39bの発現量が増加した．低酸素環境での筋細胞由来の細胞外小胞は正常酸素環境に曝された筋細胞由来の細胞外小胞と比較して，マクロファージの炎症反応を有意に抑制した．一方，低酸素環境下で放出された細胞外小胞濃度を正常環境下で放出された細胞外小胞濃度と同じにすると両者の間に抗炎症効果の差は見られなかった．これらの結果から低酸素環境条件下では筋細胞由来の細胞外小胞が増加することによりマクロファージの抗炎症効果が増強される可能性があることが示唆された．
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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，同時に新規に開発した気圧・酸素濃度制御の培養装置は完成に近づいている．一方，新規装置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 |
新規気圧・酸素濃度制御である低気圧低酸素刺激装置の開発は予想出来なかった問題が発生したが，問題を解決して，実験装置が完成に近づいた．本装置を使用してin vitroでの検証は加速的に進めていくことが可能である．また，in vitroでの研究成果をもとにモデル動物での検証を行い，糖尿病性微小血管症に対する検証へ進展させる計画である．
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