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Elucidation of neuro-hydrodynamic signaling linkage in heat stroke and sepsis (systemic inflammation) in the acute to mid- and long-term.

Research Project

Project/Area Number 23K24436
Project/Area Number (Other) 22H03177 (2022-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 55060:Emergency medicine-related
Research InstitutionShowa University

Principal Investigator

宮本 和幸  昭和大学, 医学部, 准教授 (80555087)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 鈴木 恵輔  昭和大学, 医学部, 助教 (70914224)
平子 哲史  人間総合科学大学, 人間科学部, 准教授 (90644261)
吉川 輝  昭和大学, 保健医療学部, 講師 (90737355)
香月 姿乃  昭和大学, 医学部, 助教 (60914231)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 2027-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥16,510,000 (Direct Cost: ¥12,700,000、Indirect Cost: ¥3,810,000)
Fiscal Year 2026: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2025: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Keywords熱中症・敗血症 / 全身性炎症 / 神経シグナル / 液性シグナル / 急性期・中長期 / 熱中症 / 中期 / 長期 / 神経傷害 / 脱髄 / ニューロフィラメント / 中長期 / 急性期
Outline of Research at the Start

ヒトでは侵襲により液性シグナルを介し全身に情報を伝達する.また熱・神経シグナルは体の異常を即座に脳に伝え, 脳-脊髄路と視床-視床下部-副腎軸を介して炎症を収束させる. しかし,一旦セットポイントを超えると逆に暴走し全身性炎症から臓器傷害へ進展する. しかし, 全身性炎症の制御における液性シグナルと神経シグナルの相互干渉は十分に分かっていない.本研究は全身性炎症の際の臓器連関に対する神経シグナル・液性因子のかかわりを急性期および中長期にわたり双方向から検討し熱中症・敗血症などの新たな治療戦略の確立を目指す.

Outline of Annual Research Achievements

2023年度は国外留学にともない研究拠点をスロバキアに移して研究をおこなった.これまでおこなってきた組織学的検討では,熱中症後の小脳では1週間後に脱髄がピークを迎え, その後時間の経過に伴い再髄鞘化がおこっていくことがわかっている. 熱中症と同様に脱髄をきたす疾患として,多発性硬化症(Multiple sclerosis, MS)が知られている.MSは白人に多く, 時間的・空間的多発する.以前は, 病勢の把握に頭部MRIが繰り返しおこなわれてきた. しかし, 近年, EU圏では,血漿中の軽鎖ニューロフィラメント(LNF)が診断・病勢の把握に広く用いらている.本留学では,まず, 熱中症後にマウスの血漿中のLNFがどのように推移するかについて検討をおこなった.
結果,血漿中のLNFは熱中症24時間後から上昇しはじめ,1週間後では対照群と比較して有意に上昇していた.また, 再髄鞘化がはじまる3週では1週に比べて, LNFが有意に低下し, 小脳の脱髄の程度と血漿中NFMが相関していることが示唆された.
この他,持参した血漿・組織のサンプルを用いて, 熱中症後の蛋白の性質の変化を検討した. 具体的には, 対照群(熱中症なし), 48時間, 1週間, 3週間, 5週間のマウスの血漿,小脳のサンプルを用いてLC-MSを用いたプロテオミックス解析をおこなった.
血漿ではいずれの時間帯でも対照群と比較して有意な変化は認めなかった. 血漿ではより早期(直後,6時間,24時間)に変化している可能性を考え今後実験をすすめる予定である.
一方, 熱中症後の小脳の蛋白組成は48時間から変化し始め,1週間でもっとも大きく変化することがわかった.また, 時間の経過に伴い, 徐々に回復することが判明した. 今後さらに解析をすすめ, 熱中症後にどの蛋白の発現が大きく変化するかについて検討する予定である.

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年度は拠点をスロバキア科学アカデミーに移して研究をおこなった.同研究所では本学にはない,LC-MSがあり,熱中症後の小脳の蛋白・血漿中の脂質の変化がを詳細にとらえることができた.
結果,組織学的解析で得られた結果と同様に,熱中症では熱による直接の神経変性よりもその後におきる中長期的な蛋白変性・脂質の変化が遅発性の神経学的後遺症におおきくかかわっていることが判明した.

Strategy for Future Research Activity

2024年3月に帰国した.留学中に同研究所で作成した熱中症のサンプルについては同研究室のAndre Koback博士により引き続き解析をおこなう予定である.同研究所では, C57BL/6マウスとICRマウスの2系統でマウス熱中症モデルの確立をおこなった.興味深いことに, 週齢, 熱中症の暑熱暴露条件でも, 熱中症の重症度に大きな差があることがわかった. ヒトにおいても,人種による熱感受性が大きくことなることが知られている.一般的に, あまり暑くない環境に住む白人にくらべ,比較的暖かいもしくは暑い地域に暮らすアジア人・黒人は暑さに強いことが知られている.しかし, 暑さへの感受性がなぜ異なるかについてはまったくわかっていない. 留学中に同週齢のC57BL6マウス, ICRを同じ暑熱暴露チャンバーにいれ, 熱中症にしたサンプルを作成した. これらの, 血漿・皮質・小脳を用いて遺伝学的解析をおこない, 暑さへの感受性の遺伝子を同定する. また, ヒトや動物では暑い環境に時間の経過とともに順化することが報告されている. 今回作成したサンプルを用いて, 暑さの順化に関する遺伝子についても同定に努める.
熱中症後には虚血・凝固異常が組織傷害について重要な役割をになっている. 2023年度に購入した毛細血管を撮影可能なカメラを用いて, 熱中症後の毛細血管の血栓・血流速度と虚血にともなう組織損傷について検討をおこなう. さらに, 血漿中の可溶性フィブリンモノマー複合体をELISAで同定し, 熱中症後いつから血栓が形成されるのかについても検討をおこなっていく.

Report

(2 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • Research Products

    (26 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (14 results) (of which Peer Reviewed: 14 results,  Open Access: 14 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results)

  • [Journal Article] Laryngopharyngeal Mucosal Injury Due to Nasogastric Tube Insertion during Cardiopulmonary Resuscitation: A Retrospective Cohort Study2024

    • Author(s)
      Miyamoto Kazuyuki、Takayasu Hiromi、Katsuki Shino、Maeda Atsuo、Suzuki Keisuke、Nakamura Motoyasu、Hida Noriko、Sambe Takehiko、Yagi Masaharu、Sasaki Jun、Hayashi Munetaka、Dohi Kenji
    • Journal Title

      Journal of Clinical Medicine

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 261-261

    • DOI

      10.3390/jcm13010261

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  • [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

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  • [Journal Article] Single-photon emission computed tomography (SPECT) predicted neurological prognosis in heat stroke: A case report2023

    • Author(s)
      Suzuki Keisuke、Miyamoto Kazuyuki、Kanai Takahiro、Kurihara Mariko、Kikuchi Kazuki、Harano Kohei、Kato Akihito、Yagi Masaharu、Ohgiya Yoshimitsu、Dohi Kenji
    • Journal Title

      Heliyon

      Volume: 9 Issue: 7 Pages: e18285-e18285

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2023.e18285

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  • [Journal Article] Stroke in Toddler After Minor Head Injury: An Emerging Diagnostic Challenge2023

    • Author(s)
      Miyamoto Kazuyuki、Takayasu Hiromi、Maeda Atsuo、Sasaki Jun、Hayashi Munetaka
    • Journal Title

      Cureus

      Volume: 15

    • DOI

      10.7759/cureus.35479

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  • [Journal Article] A case of caffeine intoxication resulting in hypothermia2023

    • Author(s)
      Ohno Takanori、Katsuki Shino、Miyamoto Kazuyuki、Kaizaki‐Mitsumoto Asuka、Kanazawa Masashi、Ito Toshitaka、Hayashi Munetaka
    • Journal Title

      Clinical Case Reports

      Volume: 11 Issue: 12

    • DOI

      10.1002/ccr3.8235

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  • [Journal Article] Relapsing Polychondritis: A Case of Marked Improvement After Steroid Administration for Airway Obstruction2023

    • Author(s)
      Ohno Takanori、Shimada Ayako、Terada Yuuko、Ito Toshitaka、Miyamoto Kazuyuki
    • Journal Title

      Cureus

      Volume: 15

    • DOI

      10.7759/cureus.51101

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  • [Journal Article] Mild-intensity running exercise recovered motor function by improvement of ankle mobility after unilateral brain injury of mice using three-dimensional kinematic analysis techniques2023

    • Author(s)
      Yoshikawa Akira、Ohtaki Hirokazu、Miyamoto Kazuyuki、Kim SungHyek、Hase Kazunori、Yoshida Makoto、Kamijo Shotaro、Kamimura Sawa、Koiwa Nobuyoshi、Izumizaki Masahiko
    • Journal Title

      Brain Research

      Volume: 1798 Pages: 148160-148160

    • DOI

      10.1016/j.brainres.2022.148160

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  • [Journal Article] Benign noninfectious subcutaneous emphysema with minor injury: A case report2023

    • Author(s)
      Hiruma Kaede、Suzuki Keisuke、Kato Akihito、Yamaga Hiroki、Nakamura Motoyasu、Inoue Gen、Kaki Yuki、Miyamoto Kazuyuki、Yagi Masaharu、Dohi Kenji
    • Journal Title

      Heliyon

      Volume: 9 Issue: 1 Pages: e12317-e12317

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2022.e12317

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  • [Journal Article] A case of axial torsion of the small intestine originating from a Meckel’s diverticulum2022

    • Author(s)
      昼間 楓、土肥 謙二、宮本 和幸、山荷 大貴、中村 元保、井上 元、鈴木 恵輔、垂水 庸子、前田 敦雄、八木 正晴
    • Journal Title

      Journal of Japanese Society for Emergency Medicine

      Volume: 25 Issue: 3 Pages: 585-589

    • DOI

      10.11240/jsem.25.585

    • ISSN
      1345-0581, 2187-9001
    • Year and Date
      2022-06-30
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  • [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

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  • [Journal Article] Repeated hypocalcemia in a patient with “Hikikomori” following veganism2022

    • Author(s)
      Suzuki Keisuke、Miyamoto Kazuyuki、Ozawa Shutaro、Kawakami Raichi、Nakamura Motoyasu、Inoue Gen、Kato Akihito、Tarumi Yoko、Yagi Masaharu、Dohi Kenji
    • Journal Title

      Heliyon

      Volume: 8 Issue: 6 Pages: e09563-e09563

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2022.e09563

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      2022 Annual Research Report
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  • [Journal Article] A Case of Acute Non-ST Elevation Myocardial Infarction Later Revealed by Contrast-Enhanced Computed Tomography2022

    • Author(s)
      Miyamoto Kazuyuki、Kaki Yuki、Katsuki Shino、Maeda Atsuo、Nakamura Motoyasu、Suzuki Keisuke、Yagi Masaharu、Sasaki Jun、Dohi Kenji、Hayashi Munetaka
    • Journal Title

      American Journal of Case Reports

      Volume: 23 Pages: 251-257

    • DOI

      10.12659/ajcr.936891

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  • [Journal Article] 造影CTで診断し得た不全子宮破裂の1例(Partial uterine rupture diagnosed by contrast?enhanced CT: a case report)2022

    • Author(s)
      (Hiroki Yamaga) 山荷 大貴、(Kazuyuki Miyamoto) 宮本 和幸、(Kaede Hiruma) 昼間 楓、(Keisuke Suzuki) 鈴木 恵輔、(Yoko Tarumi) 垂水 庸子、(Masaharu Yagi) 八木 正晴、(Kenji Dohi) 土肥 謙二
    • Journal Title

      Nihon Kyukyu Igakukai Zasshi: Journal of Japanese Association for Acute Medicine

      Volume: 33 Issue: 6 Pages: 255-259

    • DOI

      10.1002/jja2.12710

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  • [Journal Article] Obstructive shock due to right ventricular compression by a massively expanded reconstructed gastric tube2022

    • Author(s)
      Katsuki Shino、Miyamoto Kazuyuki、Yamaga Hiroki、Maeda Atsuo、Takayasu Hiromi、Yagi Masaharu、Sasaki Jun、Dohi Kenji、Hayashi Munetaka
    • Journal Title

      The American Journal of Emergency Medicine

      Volume: 62 Pages: 149.e5-149.e7

    • DOI

      10.1016/j.ajem.2022.09.017

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

    • Author(s)
      Miyamoto K, Majerova P, Hanes J, Kovac A.
    • Organizer
      ADVANCES IN EXPERIMENTAL NEUROIMMUNOLOGY 2023
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  • [Presentation] Blind NG tube insertion within 1 minute or 3 attempts minimize mucosal injury during resuscitation.2023

    • Author(s)
      Miyamoto K, Takayasu H, Katsuki S, Maeda A, Suzuki K, Nakamura M, Yagi M, Sasaki J, Hayashi M, Dohi K.
    • Organizer
      52th Critical Care Congress.
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  • [Presentation] Cerebellar ataxia was appeared 3 weeks post heat exposure by the synaptic impairment at cerebellum.2022

    • Author(s)
      Miyamoto K, Ohtaki H, Namakura M, Suzuki K, Yamaga H, Yanagisawa K, Maeda A, Yagi M, Honda K, Dohi K.
    • Organizer
      51st Critical Care Congress.
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      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Purkinje cell degeneration, demyelination, and synaptic impairment induced neurological deficits 3 weeks post heat exposure in a rodent model.2022

    • Author(s)
      Miyamoto K, Ohtaki H, Nakamura M, Suzuki K, Yamaga H, Yanagisawa K, Maeda A, Yagi M, Honda K, Dohi K.
    • Organizer
      JSICM and KSCCM Joint Scientific Congress.
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 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.
    • Organizer
      SfN's annual meeting 2022.
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  • [Presentation] 脾動脈瘤を伴う膵仮性嚢胞結腸瘻からの出血によりショックをきたした1例2022

    • Author(s)
      宮本和幸, 中村元保, 榊原真子, 柳沢薫, 原野康平, 八木正晴, 福島元彦, 土肥謙二.
    • Organizer
      第25回日本臨床救急医学会総会・学術集会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 迷走神経反射を合併しショックをきたした鈍的腹部外傷の 1例2022

    • Author(s)
      榊原真子, 宮本和幸, 斉藤淳平, 関純一, 八木正晴, 土肥謙二.
    • Organizer
      第25回日本臨床救急医学会総会・学術集会
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  • [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, 土肥謙二
    • Organizer
      第50回日本救急医学会総会・学術集会
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  • [Presentation] 初期臨床研修医の ICLSコース受講がもたらす意識変化の検討.2022

    • Author(s)
      中村元保, 加藤晶人, 皆川駿, 小島衣里加, 角田明子, 吉村友一, 宮本和幸, 前田敦雄, 土肥謙二.
    • Organizer
      第50回日本救急医学会総会・学術集会
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  • [Presentation] 当院におけるカフェイン中毒の検討.2022

    • Author(s)
      中島靖浩, 粟屋真理子, 香月姿乃, 光本明日香, 髙安弘美, 前田敦雄, 宮本和幸, 佐々木純, 沼澤聡, 林宗貴, 土肥謙二.
    • Organizer
      第50回日本救急医学会総会・学術集会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 重複した医療圏内の二次救急指定病院と三次救急指定病院におけるOHCA症例の転帰の比較.2022

    • Author(s)
      八木正晴, 前田敦雄, 宮本和幸, 林宗貴, 土肥 謙二.
    • Organizer
      第50回日本救急医学会総会・学術集会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 剖検で小腸穿孔に伴う腹膜炎と診断された,敗血症性ショックの1例.2022

    • Author(s)
      榊原真子, 香月姿乃, 永樂学, 山荷大貴, 高安弘美, 中島靖浩, 前田敦雄, 伊藤亮太, 宮本和幸, 土肥謙二, 林宗貴.
    • Organizer
      第50回日本救急医学会総会・学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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