2016 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation of muscle atrophy and sarcopenia in patients with cardiovascular diseases and new rehabilitation methods for its countermeasure
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16H03203
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| Research Institution | Dokkyo Medical University |
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Principal Investigator |
中島 敏明 獨協医科大学, 医学部, 教授 (50227790)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井上 晃男 獨協医科大学, 医学部, 教授 (20168454)
福田 宏嗣 獨協医科大学, 医学部, 教授 (70526269)
豊田 茂 獨協医科大学, 医学部, 准教授 (80332998)
柴崎 郁子 獨協医科大学, 医学部, 准教授 (80438689)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | sarcopenia / skeletal muscle / cardiovascular disease / muscle atrophy / heat shock protein / waon therapy / kaatsu training / microRNA |
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| Outline of Annual Research Achievements |
①心大血管疾患患者の筋萎縮、サルコペニアに関する臨床的検討：心大血管疾患入院患者490名に対して、身体機能評価、筋形態学的評価などを実施し、筋萎縮、サルコペニアならびにサルコペニア肥満の頻度を検討した。 サルコペニアの頻度は、男性は27.8%、女性は41.8%であった。ロジスティック回帰分析により、SPPB全体のスコアを従属変数とすると、大腿前面筋厚などが独立変数として抽出された。サルコペニアの有無を従属変数とBNP・eGFR・Alb・Hbを独立変数とした回帰分析ではHbがサルコペニアに影響を与える因子として抽出された。
②心大血管疾患手術患者における筋萎縮、サルコペニア評価と生化学・分子生物学的検討：各種評価とともに、手術当日、血液と脂肪組織（心外膜脂肪及び皮下脂肪、一部の症例では左心耳、心室）を手術時にサンプリングし（現在、80例に及んでいる）、各種サイトカイン、マイオカイン、アデイポカインなどを測定し、筋萎縮、サルコペニアならびに心筋可塑性のバイオマーカーについて検討した。これまでの検討で、IGF-1、GDF-15、Leptin、TNFαが、筋力低下、サルコペニアと密接に関連していることが判明した。この保存中の血液からexosomes中のマイクロRNA（miR）を抽出してマイクロRNAの定量を実施している。
③熱刺激の骨格筋に及ぼす効果の分子生物学的機序の検討: 熱刺激はTRPV1、PKC、およびCREBシグナル伝達経路を介して骨格筋細胞におけるIL-6を増加させることを明らかにした。さらに、温熱刺激の小動物の装置を作成しin vivoの実験も進めている。
④血流制限下トレーニングの筋肥大効果の分子的機序の検討：血流制限下での低強度筋収縮は酸素分圧値を著しく低下させ、mTOR系のS6のリン酸化反応を誘発し筋肥大をもたらすことが示された。
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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
臨床研究及び基礎研究ともほぼ順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
1)心大血管疾患患者（心大血管手術患者も含む）におけるサルコペニア評価と分泌型マイクロRNAの検討：昨年度の研究に引き続き、握力、歩行速度、SMIから判定した筋量から筋萎縮ならびサルコペニアを診断する。さらに、マイオカイン、アデイポカイン、さらに、分泌型マイクロRNAなどの血液マーカーから筋萎縮、サルコペニアに関する分子的機序の解明を試みる。2)サルコペニアを有する心大血管疾患患者における新規リハビリ様式の効果の検証：上述の総合的評価を実施し、サルコペニアと診断された患者に対して、以下の二つの新規リハビリを実施する。①和温療法 ②加圧トレーニングである。3）低酸素ならびに温熱刺激による筋肥大、筋萎縮と関連するシグナル伝達系に及ぼす影響についての基礎的研究：加圧トレーニングは、強い低酸素環境が引き起こされるが、低酸素状態では、多くのストレスに応答する遺伝子の転写と翻訳が増加することが知られている。また、温熱刺激においては、Heat shock蛋白をはじめ、多くの遺伝子の転写と翻訳が増加する。そこで、マウス骨格筋由来筋芽細胞(C2C12)を用いて、低酸素ならびに温熱刺激による筋肥大と関連するシグナル伝達系、マイクロRNA、分泌型マイクロRNAに及ぼす影響について検討する。4)ラットの後肢懸垂による不活動による筋萎縮ならびに糖尿病ラットの筋萎縮に対する温熱刺激及び血流制限下トレーニングの有用性に関するin vivo研究：動物実験としては、マウスの下肢を1-2週間固定する筋萎縮モデル、さらに、ストレプトゾトシン投与によるI型糖尿病モデルラットを作成する。各種病態での筋萎縮、とくに、マイクロRNAの役割につき検討するとともに、温熱刺激、血流制限下トレーニング（加圧トレーニング）の効果についても検討する。
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[Journal Article] Heat induces interleukin-6 in skeletal muscle cells via TRPV1/PKC/CREB pathways.2017
Author(s)
Obi S, Nakajima T, Hasegawa T, Kikuchi H, Oguri G, Takahashi M, Nakamura F, Yamasoba T, Sakuma M, Toyoda S, Tei C, Inoue T
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Journal Title
J Appl Physiol
Volume: 122
Pages: 683-694
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Relationships between serum soluble DPP4/NEP concentration and cardiac dysfunction in patients receiving open-heart surgery.2017
Author(s)
Shibata I, Nakajima T, Kuwata S, Ogawa H, Takei Y, Kanazawa Y, Haruyama A, Kanno Y, Toyoda S, Inoue T, Fukuda H
Organizer
第81回日本循環器学会総会・学術集会
Place of Presentation
石川県立音楽堂 （石川県、金沢市)
Year and Date
2017-03-17 – 2017-03-19
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