Development of a novel therapeutic strategy of dysphagia focusing on the cell-protection and anti-inflammatory effects of the transcription factor Nrf2.

Research Project

Project/Area Number	23K24491
Project/Area Number (Other)	22H03232 (2022-2023)
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Multi-year Fund (2024) Single-year Grants (2022-2023)
Section	一般
Review Section	Basic Section 56050:Otorhinolaryngology-related
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	香取幸夫東北大学, 医学系研究科, 教授 (20261620)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	井上誠新潟大学, 医歯学系, 教授 (00303131) 本藏陽平東北大学, 大学病院, 講師 (20810146) 池田怜吉岩手医科大学, 医学部, 准教授 (30645742) 岡崎達馬東北大学, 医学系研究科, 准教授 (40396479) 杉山庸一郎佐賀大学, 医学部, 教授 (50629566) 白石成東北大学, 歯学研究科, 助教 (60585355) 平野愛東北大学, 大学病院, 助教 (60596097) 鈴木淳東北大学, 医学系研究科, 准教授 (80735895)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 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: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000) Fiscal Year 2023: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000) Fiscal Year 2022: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Keywords	嚥下障害 / 誤嚥性肺炎 / 転写因子Nrf2 / 嚥下造影検査 / 一塩基多型 / 酸化ストレス
Outline of Research at the Start	本研究は抗酸化を統括的に誘導する転写因子Nrf2の減少や、飲酒、低亜鉛食が加齢による嚥下機能の低下や誤嚥性肺炎の発症・重篤化に関連するかを明らかにし、高齢者の嚥下障害の治療標的になるかどうかを解明する。 Nrf2の減少、アルコール摂取、低亜鉛食状態の各々のモデル動物を用いた実験を行う。ならびに嚥下障害ないしは誤嚥性肺炎を伴う患者の方々の病歴と嚥下機能を、観察研究に同意を得た方々を対象に、嚥下内視鏡検査、嚥下造影検査、嚥下関連筋の超音波検査の結果を用いて解析する。
Outline of Annual Research Achievements	小動物用嚥下透視装置の記録において前年度にフレームロスの問題が生じていたが、記録用ソフトウエアの臨床現場で用いているものに変更して適切にセッティングを進めたことで、1秒あたり30フレームでコマ落ちのない正確な記録を可能とした。この嚥下造影システムでC57BL6系列のマウスを用い、若年正常マウスにおける嚥下口腔期機能の指標（顎開閉距離、挺舌回数/嚥下回数）および嚥下咽頭期機能の指標（咽頭通過時間、食塊面積）について標準値を求めた。同系列の①亜鉛欠損食を与えたマウス、②酸化ストレスに脆弱性のある転写因子Nrfの遺伝子改変マウス、③アルコール接収（腹腔内投与）を負荷したマウス、ならびに④加齢モデルマウスについて嚥下造影検査を指向した。①、②、③のマウス群では嚥下口腔期機能の低下を示唆する結果が得られた。一方で嚥下咽頭期の機能には正常例と比べて有意な差は現れていない。④については動物の長期飼育・実験中である。鼻腔からリポポリサッカライドを投与する誤嚥モデルマウスを作成し、酸化ストレスに脆弱性のある転写因子Nrfをノックアウトした遺伝子改変マウスと野生型を用いて、体重増減ならびに嚥下関連筋（舌筋、顎二腹筋）、横隔膜、肺組織の評価を行った。Nrfをノックアウトしたマウスは体重の減少が著しく、組織では肺炎がより重度で、嚥下筋群や横隔膜の萎縮の程度が大きく、誤嚥性肺炎の重症度と嚥下関連筋の萎縮が相関することが示唆された。人の嚥下機能の評価に、新たに超音波Bモード画像のスペクトルトラッキングによる嚥下運動解析法を検討し、体表から低侵襲で行える検査として有望であることを示した。人において、酸化ストレスに脆弱性のある一塩基多型が嚥下機能の低下や誤嚥性肺炎の発症頻度や重症洞に関係するかどうかを検討する観察研究を多施設で進めるために研究計画の立案と研究倫理審査申請を進めた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason マウスモデルの実験に関して、脳卒中のモデル動物の作成が手術手技の問題で遅れている。そのほかの動物実験は概ね順調に進んでいる。人に予定している前向き観察研究（誤嚥性肺炎の反復や重症化が酸化ストレスの脆弱性を示す遺伝子多型と関与するかどうか）について、研究倫理審査申請が遅れている。一方で、観察研究で低侵襲な嚥下機能検査を模索していた際に、通常の超音波検査装置を用いたスペクトルトラッキング法を応用し得ることを創案したことは、今後の新規評価法の開発に資することが期待された。
Strategy for Future Research Activity	加齢モデルマウスの嚥下機能の評価を小動物用嚥下造影検査を用いて継続する。嚥下造影検査に用いた後に組織（舌筋、顎二腹筋、横隔膜、肺）を採取している、①亜鉛欠損食を与えたマウス、②酸化ストレスに脆弱性のある転写因子Nrfの遺伝子改変マウス、③アルコール接収（腹腔内投与）を負荷したマウス、ならびに④加齢モデルマウスについて、組織切片の作成と酸化ストレスに関与する免疫組織化学による検討を行い。嚥下筋の萎縮、肺炎の有無、酸化ストレス関連の抗体に対する反応を観察する。脳卒中モデルマウスの作製にさらに取り組むが、上半期を過ぎても技術的に難しい場合には中止する。人に対する低侵襲で簡便な嚥下機能検査法として、スペクトルトラッキング法により嚥下筋の運動を評価する方法を確立する。人の嚥下機能低下ならびに誤嚥性肺炎と、酸化ストレスを包括的に調節する転写因子Nrf2の一塩基多型の有無との関連をみる前向き観察研究を、本課題の研究者が所属する東北大学、新潟大学、佐賀大学において進める。