Molecular mechanisms of how mechanical stresses alleviate chronic inflammation of the brain and muscles induced by physical inactivity

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H04866
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 59:Sports sciences, physical education, health sciences, and related fields
• Research Institution: National Rehabilitation Center for Persons with Disabilities
• Principal Investigator: Sawada Yasuhiro 国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 病院 臨床研究開発部(研究所併任), 臨床研究開発部長 (50313135)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 木野 久志 九州大学, システム情報科学研究院, 准教授 (10633406) ; 崎谷 直義 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (30824859) ; 篠原 正浩 国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 研究所 運動機能系障害研究部, 研究室長 (60345733) ; 吉野 大輔 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80624816) ; 高野 晴子 国立研究開発法人国立循環器病研究センター, 研究所, 上級研究員 (40532891)
• Project Period (FY): 2021-04-05 – 2024-03-31
• Keywords: メカニカルストレス / 生体恒常性維持 / 慢性炎症 / 身体不活動

Outline of Final Research Achievements

A mouse model of chronic brain inflammation was established by introducing a high-fat diet. Passive head motion experiments revealed issues such as reduced intake of the high-fat diet under anesthesia and significant effects of anesthesia alone on cognitive function and anxiety-like behavior. Considering future clinical applications, an experimental system was developed that does not require anesthesia for passive whole-body motion interventions. In investigating mice fed a high-fat diet, differences in the impact of passive physical motion on glucose metabolism were observed between C57BL/6J and C57BL/6N strains. Consequently, C57BL/6J mice were chosen for subsequent experiments. Results showed that diet-induced brain functional deteriorations were significantly attenuated by passive whole-body motion.

Free Research Field

メカノバイオロジー

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

メカニカルストレスが運動の生体恒常性維持効果の本体・本質の極めて重要な要素であることを示すことで、運動模倣という観点からの新規疾患・障害治療・予防法の開発への基盤を構築することができた。肢体不自由障害者など、運動したくても運動できない者にも適用可能な簡便かつ日常使用可能な擬似運動刺激負荷装置の開発の基盤も形成することができた。本研究の成果は、例えば、鉄道の客車、飛行機さらにはAI自動運転中の自動車の座席はリクライニングするだけではなく上下動機能を備え、乗り物を用いた移動に健康維持・増進作用が付帯されるようになるといった社会規模の展開・変革につながる可能性がある。