| Project/Area Number |
23K21864
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| Project/Area Number (Other) |
21H03852 (2021-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 90150:Medical assistive technology-related
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
前重 伯壮 神戸大学, 保健学研究科, 准教授 (90617838)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西村 勇哉 神戸大学, 科学技術イノベーション研究科, 客員准教授 (40728218)
金沢 星慶 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 特任助教 (60744993)
重村 克巳 神戸大学, 医学研究科, 教授 (00457102)
北川 孝一 神戸大学, 科学技術イノベーション研究科, 特命助教 (00822884)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2021: ¥9,880,000 (Direct Cost: ¥7,600,000、Indirect Cost: ¥2,280,000)
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| Keywords | 骨格筋エクソソーム / マクロファージ / がん細胞 / 物理療法 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、骨格筋が放出するExosomeを輸送担体として異種細胞に骨格筋内の治療的因子を導入する免疫制御体系の基礎を構築し、生体免疫を是正・補完する骨格筋複合物理刺激を開発することを目指す。培養筋繊維を骨格筋のモデル系として、各種物理療法による低侵襲性外部刺激に対する筋繊維の反応解析、放出される筋Exosomeの解析、レシピエント細胞の反応解析を行う。筋繊維での結果をもとに動物・ヒト下肢骨格筋物理刺激の効果検証を進め、筋Exosomeによる炎症性病態と癌制御法を見出す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
＜研究進捗＞[培養筋繊維の形成]C2C12筋芽細胞を分化誘導させた筋繊維培養に継続して成功している。[レシピエント細胞の培養]マウス骨髄由来マクロファージの初代培養および前立腺がん細胞の培養に継続して成功している。[物理刺激方法]培養筋繊維およびマウス骨格筋対して、2021度に開始した電気刺激、超音波刺激法を継続して行えており、2022年度に開始した温熱刺激についても継続して行えている。
＜介入結果＞培養筋線維への超音波照射によって筋エクソソームの放出が増加する作用に加えて、筋エクソソームが増加することでマクロファージにおける抗炎症作用が高まることがわかった。さらに、エクソソーム除去ポリマーを活用した抑制実験を行ったところ、筋エクソソームを除去した骨格筋培養上清には抗炎症作用が認められなくなることがわかった。これにより、培養筋線維への超音波照射が筋エクソソームの放出促進を介して抗炎症作用を与えることがわかった。本成果について論文発表した。
マウス骨格筋に対する超音波刺激が、マウス血中で筋エクソソームを増加させる効果が確認された。また、マウス骨格筋への超音波照射による筋エクソソーム増加によって、血中サイトカイン、および肝臓組織において抗炎症作用が得られることが確認された。
＜機器開発＞流水に対して超音波を充填する試作機を用いて、流水が音響エネルギーを伝達させていることが明らかになった。健常者への照射実験を行い、超音波照射後に皮膚温が上昇する結果が得られ、流水で超音波がヒトに伝達されていることがわかった。
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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
・超音波によるマウス骨格筋エクソソーム放出促進効果およびその抗炎症作用が予定通り解明され、その成果を論文発表することができた。
・温熱刺激の実験についても予定通り進捗させ、昨年度より幅広い温度の効果を検証することができた。
・複合刺激のために必要となる超音波、電気刺激、温熱すべての刺激に、筋エクソソームを放出される効果を見出すことができた。
・ヒトに適用する超音波治療器の開発についても進捗させることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
・2023年度計画の成果について、未発表の結果を学会発表し、学会発表にて報告したものを論文化する。特に、マウスにおける筋エクソソーム放出促進およびマウス生体内での抗炎症効果について、論文発表を行う。
・温熱刺激による筋エクソソーム放出促進の抗炎症作用を解明する。
・筋エクソソームのがん細胞の増殖抑制効果とメカニズム解析を進捗させる。
・流水型超音波の生体への作用をより詳細に分析する。
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