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2023 Fiscal Year Research-status Report

運動昇圧反射のメカノバイオロジー機構の解明

Research Project

Project/Area Number 22KK0154
Research InstitutionChubu University

Principal Investigator

堀田 典生  中部大学, 生命健康科学部, 准教授 (60548577)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 後藤 亜由美  中部大学, 生命健康科学部, 客員研究員 (20780969)
片野坂 公明  中部大学, 生命健康科学部, 准教授 (50335006)
Project Period (FY) 2022-10-07 – 2027-03-31
Keywords筋機械受容器反射 / 機械受容チャネル / 運動時神経性循環調節 / 感作 / TRPV1 / TRPV2 / TRPV4 / ASIC3
Outline of Annual Research Achievements

筋機械受容器反射を担うチャネル分子の特定を第一の目的としている.候補チャネルが筋感覚神経にてメカノトランスダクションを示し,さらに運動昇圧反射に寄与することを明らかにする.
Transient receptor potential vanilloid 2 (TRPV2)が筋機械受容器反射に関与しているか否かの検討を行った.TRPV2の神経特異的ノックアウトマウスと,健常マウスにおいて除脳・無麻酔下において,下腿三頭筋のストレッチに対する血圧応答を比較した.しかし,除脳時の出血により,生理学的範囲の循環状態で測定できた例が少なく,継続して検討する必要がある.
本課題は,筋機械受容器反射における感作機序を明らかにすることを第二の目的としている.そのために感作を引き起こし得る骨格筋慢性アシドーシスを示すモデル動物を用いて検討した.温度差ストレスをラットに暴露することにより,暴露から少なくとも3週間は骨格筋組織pHが低下していることを確認した.骨格筋が酸性化していることから,酸に感受性を持つイオンチャネルであるAcid sensing ion channel (ASIC)3の関与を疑った.RCSラットでは,下肢動脈への酸性溶液に対する昇圧応答は対照動物に比べ有意に増強した.さらに,下腿三頭筋のストレッチに対する血圧応答はRCSにより増強したが,ASIC3の拮抗薬投与によりその増強は抑制された.以上より少なくともこの筋機械受容器反射における感作機序にASIC3が関与していることが機能面から示唆された.

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年度にTRPV2の検討を終えることができなかったが,温度差ストレスによる骨格筋慢性アシドーシスを示す動物の筋機械受容器反射増強の機序の一部解明は達成できたため.

Strategy for Future Research Activity

目的2の機械感作の機構の一部を明らかにする.これまでに,慢性心・腎不全,末梢血管疾患,糖尿病などにより筋機械受容器反射が亢進するとの報告がある.これら病態ではアシドーシスが共通の症状としてある.酸に感受性をもつチャネルには,ASIC3の他にTRPV1がある.通常,TRPV1はメカノトランスダクションには直接関与しないと考えられている.そこで,このチャネルが機械閾値を下げる結果,メカノトランスダクションを獲得,あるいは関与するように変容することで,筋機械受容器反射が過剰亢進するという仮説を検証する.
骨格筋の慢性的なアシドーシスを呈するモデル動物(Sprague-Dawleyラット使用)を利用する.この慢性アシドーシスラットにおいて, ex vivo, in vivoのマルチスケールにおいて,TRPV1の作動薬の応答が増加することを電気生理学・循環動態学的に確認する.さらに,阻害剤にて骨格筋ストレッチによるメカニカルストレスに対する応答が減弱することを電気生理学・循環動態学的に検討する.
さらに,2023年度に終えることのできなかったTRPV2の検討も継続して行う.

Causes of Carryover

研究が順調に進んだため.米国からの共同研究者を日本へ招聘する使用計画並びに,2026年度に長期に米国研究者側の研究室に滞在して研究を進める使用計画を模索している.

  • Research Products

    (17 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Int'l Joint Research] UT Southwestern Medical Center(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      UT Southwestern Medical Center
  • [Journal Article] Mechanosensitive channels in the mechanical component of the exercise pressor reflex2023

    • Author(s)
      Hori Amane、Fukazawa Ayumi、Katanosaka Kimiaki、Mizuno Masaki、Hotta Norio
    • Journal Title

      Autonomic Neuroscience

      Volume: 250 Pages: 103128~103128

    • DOI

      10.1016/j.autneu.2023.103128

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Neural discharge of muscle afferents and pressor response to mechanical stimulation are associated with muscle deformation velocity in rats2023

    • Author(s)
      Ishizawa Rie、Estrada Juan A.、Kim Han-Kyul、Hotta Norio、Fukazawa Ayumi、Iwamoto Gary A.、Smith Scott A.、Vongpatanasin Wanpen、Mizuno Masaki
    • Journal Title

      American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology

      Volume: 325 Pages: R13~R20

    • DOI

      10.1152/ajpregu.00327.2022

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Vacuolar-ATPase-mediated muscle acidification caused muscular mechanical nociceptive hypersensitivity after chronic stress in rats, which involved extracellular matrix proteoglycan and ASIC32023

    • Author(s)
      Nasu Teruaki、Hori Amane、Hotta Norio、Kihara Chiaki、Kubo Asako、Katanosaka Kimiaki、Suzuki Masamitsu、Mizumura Kazue
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Pages: 13585

    • DOI

      10.1038/s41598-023-39633-1

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Blockade of endogenous insulin receptor signaling in the nucleus tractus solitarius potentiates exercise pressor reflex function in healthy male rats2023

    • Author(s)
      Estrada Juan A.、Hotta Norio、Kim Han‐Kyul、Ishizawa Rie、Fukazawa Ayumi、Iwamoto Gary A.、Smith Scott A.、Vongpatanasin Wanpen、Mizuno Masaki
    • Journal Title

      The FASEB Journal

      Volume: 37 Pages: e23141

    • DOI

      10.1096/fj.202300879RR

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 地域在住の健常高齢者における運動機能と関連する振動感覚には周波数特性がある2023

    • Author(s)
      Hasegawa Daisuke、Hotta Norio、Mizuta Takashi、Hoguro Masahiro、Toda Kaoru
    • Journal Title

      Japanese Journal of Physical Fitness and Sports Medicine

      Volume: 72 Pages: 305~313

    • DOI

      10.7600/jspfsm.72.305

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Serum leptin contributes to development and persistence of muscular hyperalgesia induced by Repeated Cold Stress2024

    • Author(s)
      那須輝顕、堀田典生、水村和枝、片野坂公明
    • Organizer
      第101回日本生理学会大会
  • [Presentation] Antagonism of TRPV4 channels decreases mechanically activated current in rat small dorsal root ganglion neurons2023

    • Author(s)
      Ayumi Fukazawa, Amane Hori, Norio Hotta, Kimiaki Katanosaka, Juan Estrada, Rie Ishizawa, Han-Kyul Kim, Gary A. Iwamoto, Scott A. Smith, Wanpen Vongpatanasin, and Masaki Mizuno
    • Organizer
      American Physiology Summit 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Exercise pressor reflex activates nuclear c-Fos translocation within insulin receptor positive neurons of the nucleus tractus solitarius in Sprague-Dawley rats2023

    • Author(s)
      Juan Estrada, Norio Hotta, Han-Kyul Kim, Ayumi Fukizawa, Gary A. Iwamoto, Scott A Smith, Wanpen Vongpatanasin, and Masaki Mizuno
    • Organizer
      American Physiology Summit 2023
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Antagonism of TRPV4 channels decrease neural discharge and pressor response to mechanical stimulation in rats2023

    • Author(s)
      Ayumi Fukazawa, Amane Hori, Norio Hotta, Kimiaki Katanosaka, Juan Estrada, Rie Ishizawa, Han-Kyul Kim, Gary A. Iwamoto, Scott A. Smith, Wanpen Vongpatanasin, and Masaki Mizuno
    • Organizer
      The American College of Sports Medicine
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Speed of mechanical loading determines the cardiovascular and sympathetic responses to muscle mechanoreflex in rats2023

    • Author(s)
      Juan Estrada, Rie Ishizawa, Han-Kyul Kim, Norio Hotta, Ayumi Fukazawa, Gary A. Iwamoto, Scott A. Smith, Wanpen Vongpatanasin, and Masaki Mizuno
    • Organizer
      The American College of Sports Medicine
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] in vitro全細胞パッチクランプ法による脊髄後根神経節細胞の機械・化学感受性電流の評価2023

    • Author(s)
      堀田典生、堀天、木原ちあき
    • Organizer
      日本体力医学会特別大会 -2023東京シンポジウム-(シンポジウム内発表)
  • [Presentation] 骨格筋への機械・代謝刺激による循環調節メカニズム -疼痛生理学と運動生理学における研究手法とその接点から紐解く-(シンポジウム主催)2023

    • Author(s)
      片野坂公明、堀田典生
    • Organizer
      日本体力医学会特別大会 -2023東京シンポジウム-
  • [Presentation] 幼児の24時間行動ガイドライン充足者に関する記述疫学的検討2023

    • Author(s)
      長谷川弓珠,堀田典生,酒井俊郎,岡村雪子,伊藤祐希,堀天,福島教照,井上茂,天笠志保,水上健一
    • Organizer
      第25回日本運動疫学会学術総会
  • [Presentation] エネルギーセンサAMPKはストレス誘発性筋痛の維持に関与する2023

    • Author(s)
      那須輝顕、堀田典生、水村和枝、片野坂公明
    • Organizer
      第16回日本運動器疼痛学会
  • [Presentation] プロトンポンプ・V-ATPase阻害薬バフィロマイシンA1は繰り返し寒冷ストレスによる骨格筋反射性循環応答の増大を抑制する2023

    • Author(s)
      堀天、那須輝顕、後藤亜由美、水上健一、木原ちあき、齊藤龍志、片野坂公明、水村和枝、Masaki Mizuno、堀田典生
    • Organizer
      第76回日本自律神経学会総会
  • [Presentation] 事前に行う低強度・短時間の有酸素性運動が精神ストレスに対する血圧応答に及ぼす影響2023

    • Author(s)
      久米大祐,西脇雅人,高原良,堀田典生
    • Organizer
      第91回日本体力医学会中国・四国地方会

URL: 

Published: 2024-12-25  

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