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Inhibitory mechanism of neuroinflammation associated with heat stroke in PACAP.

Research Project

Project/Area Number 23K21462
Project/Area Number (Other) 21H03036 (2021-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 55060:Emergency medicine-related
Research InstitutionShowa University

Principal Investigator

土肥 謙二  昭和大学, 医学部, 教授 (20301509)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大滝 博和  東京薬科大学, 薬学部, 教授 (20349062)
諸藤 陽一  長崎大学, 病院(医学系), 講師 (40437869)
宮本 和幸  昭和大学, 医学部, 准教授 (80555087)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥16,250,000 (Direct Cost: ¥12,500,000、Indirect Cost: ¥3,750,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords熱中症 / 神経炎症 / PACAP / 神経保護 / 体温管理 / 脳機能障害 / 体温 / 神経保護作用 / 酸化ストレス / 脳保護 / エネルギー代謝
Outline of Research at the Start

継続課題のため、記入しない。

Outline of Annual Research Achievements

PACAPノックアウト(KO)マウスと野生型ICRマウスで熱中症モデルを作成して比較実験を行った。その結果、熱曝露後、PACAPノックアウトマウスは、野生型ICRマウスよりも生存率が高かった。この結果は当初推察していたPACAPの神経保護効果とは違う結果となった。その原因を探るべく生理学的検討と組織学的検討を追加した。まず熱曝露後の両マウスの深部体温の検討を行ったところPACAPKOマウスの方が野生型マウスと比較して深部体温が低く維持されていることが分かった。さらに、熱産生にかかわるc-Fosの遺伝子発現と免疫反応の組織学的検討では温度感受性が高いことで知られる視床下部におけるc-Fosの遺伝子発現と免疫反応は、PACAP KOマウスでは野生型マウスよりも有意に低いことを証明した。さらに、熱産生の主要部位である褐色脂肪組織においても、PACAP KOマウスと野生型マウスでは違いが観察された。
これらの結果からPACAP KOマウスは熱曝露に強い。熱産生のメカニズムはPACAP KOマウスと野生型マウスでは熱産生メカニズムが異なることを初めて解明した。また、その結果PACAPKOマウスでは神経炎症がコントロールされていることを明らかにした。これらの結果はInt J Mol Sci.2023 Feb 16;24(4):3992. doi: 10.3390/ijms24043992.として誌上に公表した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

2023年は新型コロナ感染症の影響がいまだに研究業務に影響していた。しかし前年度と比較して研究活動が再開されたことによっておおむねは順調に進んでいる。その一方で当初の実験結果予測と結果の乖離が認められたために研究の方法の再構築が一部必要となっている。

Strategy for Future Research Activity

基本的には今まで通りに研究を遂行していく予定である。神経炎症抑制効果とともにPACAP自体の体温管理にかかわる役割を解明していく。さらに詳細な熱中症の神経症状や運動障害の後遺症について脳、脊髄、末梢神経、筋肉の熱ストレスによる障害についての検討を進めていく。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (10 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Elucidating the Pathophysiology of Heat Stroke Using a Mouse Heat Stroke Model2024

    • Author(s)
      土肥 謙二
    • Journal Title

      Journal of The Showa University Society

      Volume: 84 Issue: 1 Pages: 64-69

    • DOI

      10.14930/jshowaunivsoc.84.64

    • ISSN
      2187-719X, 2188-529X
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effect of PACAP on Heat Exposure2023

    • Author(s)
      Suzuki Keisuke、Yamaga Hiroki、Ohtaki Hirokazu、Hirako Satoshi、Miyamoto Kazuyuki、Nakamura Motoyasu、Yanagisawa Kaoru、Shimada Takuya、Hosono Tomohiko、Hashimoto Hitoshi、Honda Kazuho、Dohi Kenji
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 24 Issue: 4 Pages: 3992-3992

    • DOI

      10.3390/ijms24043992

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Exercise evaluation with metabolic and ventilatory responses and blood lactate concentration in mice2023

    • Author(s)
      Yoshikawa Akira、Iizuka Makito、Kanamaru Mitsuko、Kamijo Shotaro、Ohtaki Hirokazu、Izumizaki Masahiko
    • Journal Title

      Respiratory Physiology & Neurobiology

      Volume: 318 Pages: 104163-104163

    • DOI

      10.1016/j.resp.2023.104163

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Heatstroke-induced late-onset neurological deficits in mice caused by white matter demyelination, Purkinje cell degeneration, and synaptic impairment in the cerebellum.2022

    • Author(s)
      Miyamoto K, Nakamura M, Ohtaki H, Suzuki K, Yamaga H, Yanagisawa K, Maeda A, Yagi M, Hayashi M, Honda K, Dohi K
    • Journal Title

      Scientic Reports

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 10598-10606

    • DOI

      10.1038/s41598-022-14849-9

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 脳神経疾患治療の実際 水頭症・炎症・脳症 熱中症性脳症2022

    • Author(s)
      鈴木恵輔、土肥謙二
    • Journal Title

      救急・集中治療

      Volume: 34(3) Pages: 1234-1238

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Journal Article] A novel mouse model of heatstroke accounting for ambient temperature and relative humidity2021

    • Author(s)
      Miyamoto Kazuyuki、Suzuki Keisuke、Ohtaki Hirokazu、Nakamura Motoyasu、Yamaga Hiroki、Yagi Masaharu、Honda Kazuho、Hayashi Munetaka、Dohi Kenji
    • Journal Title

      Journal of Intensive Care

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: 35-35

    • DOI

      10.1186/s40560-021-00546-8

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 下垂体アデニル酸シクラーゼ活性化ポリペプチド(PACAP)の効果から考える新たな熱中症予防戦略2023

    • Author(s)
      鈴木恵輔,山荷大貴,大滝博和,宮本和幸,中村元保,柳澤薫,井上元,八木正晴,本田一穂,土肥謙二
    • Organizer
      第51回日本救急医学会総会・学術集会(東京)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 熱暴露を行ったマウスは小脳プルキンエ細胞数が経時的に減少する2023

    • Author(s)
      田邊諒,山荷大貴,宮本和幸,土肥謙二,大滝博和
    • Organizer
      第129回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Three-dimensional kinematical analysis revealed spatiotemporal improvement of ankle mobility in hemidecorticated mice after undergoing therapeutic aerobic running2023

    • Author(s)
      Yoshikawa A, Ohtaki H, Miyamoto K, Kim SH, Hase K, Yoshida M, Kamijo S, Kamimura S, Koiwa N, Izumizaki M
    • Organizer
      第101回日本生理学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 経口補水液(ORS)はマウス熱中症後の多臓器不全を改善する2023

    • Author(s)
      大滝 博和,田邊 諒,宮本 和幸,鈴木 恵輔,山荷 大貴,本田 一穂,土肥 謙二
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] マウス熱中症モデルを用いた熱中症の病態解明と. 治療と予防法の開発. ~社会ニーズと社会貢献に適した研究戦略2023

    • Author(s)
      土肥謙二
    • Organizer
      第32回昭和大学学士会シンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] マウス熱中症モデルを用いた熱中症後の小脳プルキンエ細胞・シナプス傷害の検討2022

    • Author(s)
      宮本 和幸, 大滝 博和, 柳沢 薫, 山荷 大貴, 中村 元保, 鈴木 恵輔, 八木 正晴, 土肥 謙二
    • Organizer
      第50回日本集中治療医学会学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] マウス熱中症モデルを用いた体温調節機構の検討2022

    • Author(s)
      鈴木 恵輔, 宮本 和幸, 島田 拓哉, 柳澤 薫, 山荷 大貴, 中村 元保, 大滝 博和, 本田 一穂, 土肥 謙二
    • Organizer
      第25回日本脳低温療法・体温管理学会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] マウス熱中症モデルを用いた熱中症後の小脳白質・Purkinje細胞・シナプス傷害の検討2022

    • Author(s)
      宮本 和幸, 大滝 博和, 中村 元保, 島田 拓哉, 柳沢 薫, 山荷 大貴, 鈴木 恵輔, 本田 一穂, 八木 正晴, 土肥 謙二
    • Organizer
      第50回 日本救急医学会総会・学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] キネマトレーサーを用いた熱中症モデルマウスにおける運動機能解析2022

    • Author(s)
      中村 元保, 宮本 和幸, 柳澤 薫, 山荷 大貴, 鈴木 恵輔, 吉川 輝, 大滝 博和, 土肥 謙二, 本田 一穂
    • Organizer
      第50回 日本救急医学会総会・学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 下垂体アデニル酸シクラーゼ活性化ポリペプチド(PACAP)の暑熱暴露ストレスに対する効果2021

    • Author(s)
      鈴木恵輔, 大滝博和, 宮本和幸, 山荷大貴, 吉川輝, 中村元保, 柳澤薫, 本田一穂, 土肥謙二
    • Organizer
      第74回日本酸化ストレス学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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