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Effects of sleep disorder with disrupted circadian rhythm on the regenerative process after olfactory epithelial injury

Research Project

Project/Area Number 23K08930
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 56050:Otorhinolaryngology-related
Research InstitutionNihon University

Principal Investigator

菊田 周  日本大学, 医学部, 准教授 (00555865)

Project Period (FY) 2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywords嗅上皮 / 睡眠障害 / 嗅覚障害 / 嗅覚
Outline of Research at the Start

嗅細胞が密集する嗅上皮は障害を受けても、終生にわたる神経再生によって嗅覚はいずれ回復することが期待される。しかし、概日リズムの変化を伴う睡眠障害があっても嗅上皮障害後の再生機構が正常に働き、嗅上皮恒常性が維持されるかどうかについては不明である。本研究では、嗅上皮障害後に新生する嗅細胞に着目し、概日リズムの変化が新生嗅細胞の分化・成熟過程に与える影響を、主に免疫組織学的手法ならびにイメージング手法によって詳細に観察する。この観察を通して嗅上皮の恒常性維持における概日リズムの役割ならびに嗅上皮再生機構を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

目的:概日リズムの異常を伴う睡眠障害によって、嗅上皮障害後の再生過程がどのような影響を受けるのかについて、主に免疫組織学的手法ならびにイメージング手法によって詳細に観察する。この観察を通して嗅上皮の恒常性維持における概日リズムの役割ならびに嗅上皮再生機構を明らかにすることが目的である。初年度は2週間の概日リズムの乱れを伴う睡眠障害があっても、障害のない嗅上皮では嗅細胞数の変化を認めず、組織学的な変化は観察されないことを組織学的証明することである。

成果:睡眠障害マウスを作成するために、C57BL/6マウス (雄、10週齢)を水上の車輪環境に置いた。この環境では、車輪のない環境と比較して休息期の活動量が増加し、活動期の活動量は低下するのが観察された。また、体重や食事量、血中のコルチゾル濃度は、睡眠障害環境に曝しても著明な変化は認めなかった。これらの結果は、車輪環境はマウスに過度のストレス負荷は与えないが、概日リズムを乱す睡眠障害を引き起こす環境であると考えられる。
2週間の睡眠障害環境で飼育したマウスの脳を還流固定し、嗅上皮冠状断を作成、嗅上皮の厚み、嗅細胞数を計測した。さらに、成熟嗅細胞の指標である抗Olfactory Marker Protein (OMP)抗体を用いて、免疫組織学的な細胞動態の評価を行った。2週間の睡眠障害環境では、睡眠障害なしの環境と比較して嗅上皮厚や嗅細胞数に変化がなく、また背内側領域と腹側領域を比較しても、成熟嗅細胞数に著明な差は認めなかった。したがって2週間程度の睡眠障害では、障害のない嗅上皮細胞動態に対する影響は少ないことが確認できた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

睡眠障害マウスを作成するために、C57BL6マウス(雄、10週齢)を水上の車輪環境に置くと、車輪のない環境と比較して休息期の活動量が増加し、活動期の活動量は低下するのが観察されたが、一部活動量が変化しない個体も観察された。体重や食事量、血中のコルチゾル濃度は睡眠障害環境に曝しても著明な変化は観察されなかったため理由は不明である。組織学的に検討すると、2週間の睡眠障害環境で飼育したマウスでは、睡眠障害なしの環境と比較して嗅上皮厚や嗅細胞数に変化がなく、成熟嗅細胞数も変化を認めなかった。以上から、活動量と組織学的所見の関係性については今後マウスの匹数を増やして再検討する必要が生じた。

Strategy for Future Research Activity

メチマゾール投与3日後から2週間、睡眠障害環境でマウスを飼育した後に脳を還流固定し、嗅上皮冠状断を作製し、嗅上皮の厚み、嗅細胞数を計測する。さらに免疫組織学的な細胞動態の評価を行う。2週間の概日リズムの乱れを伴う睡眠障害があると、嗅上皮障害後の組織再生は著しく遅延するが、この変化は嗅上皮背内側領域に限局して起こること、さらに2週間の概日リズムの乱れを伴う睡眠障害があると、細胞内NQO1発現量の低下に加えて、基底細胞の分裂能が低下することを免疫組織学的に検証する。

Report

(1 results)
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2023

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 5 results)

  • [Journal Article] Heterogeneous Damage to the Olfactory Epithelium in Patients with Post-Viral Olfactory Dysfunction2023

    • Author(s)
      Shu Kikuta, Bing Han, Tatsuya Yamasoba
    • Journal Title

      J Clin Med

      Volume: 12 Issue: 15 Pages: 5007-5007

    • DOI

      10.3390/jcm12155007

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Endoplasmic reticulum stress associated with lead (Pb)-induced olfactory epithelium toxicity in an olfactory dark basal cell line2023

    • Author(s)
      Bing Han, Teru Kamogashira, Shu Kikuta, Tatsuya Yamasoba
    • Journal Title

      FEBS Open Bio

      Volume: 12 Issue: 12 Pages: 2162-2171

    • DOI

      10.1002/2211-5463.13714

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Long-term Outcomes of Non-vascularized Multilayer Fascial Closure Technique for Dural Repair in Endoscopic Transnasal Surgery: Efficacy, Durability, and Limitations2023

    • Author(s)
      Hirotaka Hasegawa, Masahiro Shin, Yuki Shinya, Kosuke Kashiwabara, Shu Kikuta, Kenji Kondo, Nobuhito Saito
    • Journal Title

      World Neurosurg

      Volume: 175 Pages: 97-107

    • DOI

      10.1016/j.wneu.2023.03.035

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 特定時期のにおい入力の有無が新生した細胞の生死を決定する2023

    • Author(s)
      菊田 周
    • Journal Title

      におい・かおり環境学会誌

      Volume: 54 Pages: 127-131

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 鼻内視鏡手術のピットフォール 鼻機能を考慮した手術2023

    • Author(s)
      菊田 周
    • Journal Title

      日本耳鼻咽喉科頭頸部外科学会会報

      Volume: 126 Pages: 58-60

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    • Author(s)
      佐野奈央、菊田周、近藤健二、山岨達也
    • Journal Title

      日本耳鼻咽喉科頭頸部外科学会会報

      Volume: 126 Pages: 880-881

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      近藤健二、西嶌大宣、菊田周、山岨達也
    • Journal Title

      日本鼻科学会誌

      Volume: 62 Pages: 225-227

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      菊田周
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      菊田周
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      菊田周
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      菊田周、西山秀徳、原將太、小川慶、籠谷領二、西嶌大宣、近藤健二、野村泰之、大島猛史
    • Organizer
      日本鼻科学会総会・学術講演会
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      小川慶、菊田周、富岡容子、籠谷領二、西嶌大宣、近藤健二
    • Organizer
      日本鼻科学会総会・学術講演会
    • Related Report
      2023 Research-status Report

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Published: 2023-04-13   Modified: 2024-12-25  

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