2022 Fiscal Year Annual Research Report
生体免疫を是正・補完する骨格筋複合物理刺激装置の開発
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21H03852
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
前重 伯壮 神戸大学, 保健学研究科, 准教授 (90617838)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
重村 克巳 神戸大学, 保健学研究科, 准教授 (00457102)
北川 孝一 神戸大学, 科学技術イノベーション研究科, 特命助教 (00822884)
西村 勇哉 神戸大学, 科学技術イノベーション研究科, 客員准教授 (40728218)
金沢 星慶 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 特任助教 (60744993)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 骨格筋エクソソーム / マクロファージ / がん細胞 / 物理療法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
＜培養筋繊維の形成＞C2C12筋芽細胞を分化誘導させた筋繊維培養に継続して成功している。
＜レシピエント細胞の培養方法＞マウス骨髄由来マクロファージの初代培養および前立腺がん細胞の培養に継続して成功している。
＜物理刺激方法＞培養筋繊維およびマウス骨格筋対して昨年度開始した電気刺激、超音波刺激法を継続して行えており、温熱刺激についても開始した。
＜介入結果＞①マクロファージが筋エクソソームを受容することによってイタコン酸の産生を促進させ、抗炎症作用を発揮していることが明らかになり、RNA-seq解析によってマクロファージ内のメカニズムを解明した。さらに、筋エクソソーム内に代謝産物に加えて筋特有のmicroRNAが包含されていることを検出し、それらの中に、抗炎症性およびイタコン酸産生を促進させるmicroRNAが含まれていることを発見した。本成果について論文発表した。②超音波誘導性エクソソームの抗炎症作用を明らかにし、超音波誘導性エクソソームにも筋特有のmicroRNAが比率が変化することなく含まれることが明らかになり、超音波がエクソソーム量的依存によって抗炎症作用が高められていることが明らかになった。本成果の論文投稿準備を開始した。③マウス下肢骨格筋に対する超音波刺激が、マウス血中エクソソームを増加させる効果について再現性が確認された。マウス内での抗炎症作用の効果検証実験を開始し、予備検討にて抗炎症作用が示唆された。
＜その他進捗＞流水に対して超音波を充填する試作機を用いて、流水が音響エネルギーを伝達させていることが明らかになった。
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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
・未発表の成果について学会発表し、学会発表済みの成果を論文化できた。
・細胞培養、動物実験のモデル形成について安定して実施できた。
・温熱刺激の実験系について予定通り確立し、温熱刺激（41℃）によるエクソソーム放出促進効果の検出に成功した。
・筋エクソソームのがん増殖抑制効果について再現性が計画通り確認され、RNA-seqによるメカニズム解析を開始した。
・超音波によるマウス骨格筋エクソソーム放出促進効果について再現性が計画通り確認され、抗炎症効果を示唆する予備データが得られた。
・筋エクソソームを受容したマクロファージ内の免疫代謝およびRNA-seq解析、およびエクソソーム内microRNAの解析によるメカニズム検証を課題としていたところ、イタコン酸産生を促進させる経路の活性化、および有効性因子となるmicroRNAの検出に成功し、免疫学系の雑誌に論文が掲載された。
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| Strategy for Future Research Activity |
・2022年度計画の成果について、未発表の結果を学会発表し、学会発表にて報告したものを論文化する。
・温熱刺激による筋エクソソーム放出促進効果における詳細な温度依存の検証と、エクソソーム放出促進による免疫制御効果を解明する。
・電気刺激について、他の治療との併用が行いやすい微弱電流刺激を取り入れ、そのエクソソーム放出促進効果の検証を開始する。
・筋エクソソームの前立腺がん細胞の増殖抑制効果のメカニズム解析を継続して進め、成果報告を行う。
・マウスにおける筋エクソソーム放出促進のマウス生体内での抗炎症効果について解明する。
・流水型超音波の生体へのエネルギー伝達性を検証する。
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[Journal Article] Skeletal myotube-derived extracellular vesicles enhance itaconate production and attenuate inflammatory responses of macrophages2023
Author(s)
Atomu Yamaguchi, Noriaki Maeshige, Jiawei Yan, Xiaoqi Ma, Mikiko Uemura, Mami Matsuda, Yuya Nishimura, Tomohisa Hasunuma, Hiroyo Kondo, Hidemi Fujino, Zhi-Min Yuan
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Journal Title
Front Immunol
Volume: 14
Pages: 1099799
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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