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糖尿病性微小血管症に対する慢性炎症とマクロファージを制御する物理療法の治療戦略

Research Project

Project/Area Number 18H03130
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

藤野 英己  神戸大学, 保健学研究科, 教授 (20278998)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 近藤 浩代  名古屋女子大学, 健康科学部, 准教授 (50333183)
石原 昭彦  京都大学, 人間・環境学研究科, 教授 (90184548)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2018: ¥9,880,000 (Direct Cost: ¥7,600,000、Indirect Cost: ¥2,280,000)
Keywords微小血管症 / 糖尿病 / 骨格筋 / 超音波 / 単球 / マクロファージ / 細胞外小胞 / 神経
Outline of Annual Research Achievements

糖尿病性微小血管症における毛細血管の慢性炎症に関連するマクロファージの極性の関与を解明し、超音波照射によるマクロファージ制御について検証をすることが目的である。
培養骨格筋細胞を分化させた筋管(myotube)に対し、超音波照射を実施して培養上清を回収した。回収した上清を超遠心分離法で分離し細胞外小胞を抽出した。本抽出物はフローサイトメトリーによりCD63陽性の細胞外小胞であることを確認した。また、ナノトラッキング解析により超音波照射による細胞外小胞の放出量は非照射に比較して2.6倍になった。次に骨髄幹細胞抽出細胞を分化したマクロファージにリポポリサッカライドによる炎症を誘導し、細胞外小胞を添加した結果、TNF-α、IL-6等の炎症反応を減弱させた。これらの結果から骨格筋への超音波照射で誘導される細胞外小胞は炎症作用のあるマクロファージの作用を減衰させることが明らかになった。次に糖尿病モデル動物に対して下肢骨格筋への超音波照射を実施して検討した。共焦点レーザー法により骨格筋の微小血管三次元構造を観察すると糖尿病により微小血管の退行が観察され、糖尿病性微小血管症を発症していることが明らかとなった。一方、超音波照射により血糖値の影響などの全身的な効果は得られなかった。また、血中のLy6C陽性単球の割合は超音波照射により低下傾向を示していることが観察されたが、再現性を含めて検討をする必要性があると考えられ、今後、検証を重ねていく計画である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

未知の分野で測定が困難な方法も取り入れて実験を実施しているために、測定方法を確立するのに時間を要している。

Strategy for Future Research Activity

培養細胞を使用した基礎的な実験から目的にとする効果が得られている。生体に応用して糖尿病の合併症を予防するための方法を検証するために動物を使用した実用的な研究を中心に実施する計画である。下肢組織の微小炎症や毛細血管退行に対する超音波照射による治療効果の検証し、マクロファージと微小血管のクロストークの検証を実施する計画である。高脂肪食誘導性の糖尿病モデル動物に対する下肢骨格筋への超音波照射の効果も検証を進める計画である。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report

Research Products

(62 results)

All 2020 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (17 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 16 results,  Open Access: 6 results) Presentation (40 results) (of which Int'l Joint Research: 15 results,  Invited: 4 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] カリフォルニア大学ロサンゼルス校(米国)

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      Li X, Matsumoto T, Takuwa M, Saeed Ebrahim Shaiku Ali M, Hirabashi T, Kondo H, Fujino H.
    • Journal Title

      Biomedicines

      Volume: 21 Pages: 18-18

    • DOI

      10.3390/biomedicines8020018

    • NAID

      120006818789

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    • Author(s)
      Yoshikawa M, Morifuji T, Matsumoto T, Maeshige N, Tanaka M, Fujino H.
    • Journal Title

      J Appl Physiol (1985)

      Volume: 127 Pages: 1288-1296

    • DOI

      10.1152/japplphysiol.00070.2019

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    • Author(s)
      Kanazashi M, Tanaka M, Nakanishi R, Maeshige N, Fujino H.
    • Journal Title

      The Journal of Physiological Sciences

      Volume: 69 Pages: 757-767

    • DOI

      10.1007/s12576-019-00692-7

    • NAID

      40022006466

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      Tanaka M, Sugimoto K, Fujimoto T, Xie K, Takahashi T, Akasaka H, Kurinami H, Yasunobe Y, Matsumoto T, Fujino H, Rakugi H
    • Journal Title

      The FASEB Journal

      Volume: 27 Pages: 7852-7862

    • DOI

      10.1096/fj.201802430r

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      Maeshige N, Torii K, Tabuchi H, Imai M, Koga Y, Uemura M, Aoyama-Ishikawa M, Miyoshi M, Fujino H, Terashi H, Usami M
    • Journal Title

      Eplasty

      Volume: 1

    • NAID

      120006873027

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    • Author(s)
      Matsumoto T, Tanaka M, Ikeji T, Maeshige N, Sakai Y, Akisue T, Kondo H, Ishihara A, Fujino H
    • Journal Title

      Journal of Physiological Sciences

      Volume: 69 Pages: 223-233

    • DOI

      10.1007/s12576-018-0648-y

    • NAID

      40021819003

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      Tanaka M, Morifuji T, Yoshikawa M, Nakanishi R, Fujino H
    • Journal Title

      Journal of Diabetes

      Volume: 11 Pages: 326-334

    • DOI

      10.1111/1753-0407.12857

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  • [Journal Article] Transcutaneous carbon dioxide attenuates impaired oxidative capacity in skeletal muscle in hyperglycemia model2019

    • Author(s)
      Matsumoto T.、Tanaka M.、Nakanishi R.、Takuwa M.、Hirabayashi T.、Ono K.、Ikeji T.、Maeshige N.、Sakai Y.、Akisue T.、Kondo H.、Ishihara A.、Fujino H.
    • Journal Title

      General Physiology and Biophysics

      Volume: 38 Pages: 237-244

    • DOI

      10.4149/gpb_2018048

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  • [Journal Article] Remodeling of myelinated fibers and internal capillaries in distal peripheral nerves following aerobic exercise in aged rats2018

    • Author(s)
      Masahiro Sakita, Shinichiro Murakami, Hidemi Fujino, Satoshi Hayashi, Kazuyoshi Kameyama, Takafumi Saito, Shuzo Kumagai
    • Journal Title

      J Appl Physiol

      Volume: 125 Pages: 1051-1061

    • DOI

      10.1152/japplphysiol.00257.2018

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  • [Journal Article] Exercise preconditioning attenuates atrophic mediators and preserves muscle mass in acute sepsis.2018

    • Author(s)
      Al-Nassan S, Fujino H.
    • Journal Title

      General physiology and biophysics

      Volume: 37 Pages: 433-441

    • DOI

      10.4149/gpb_2018001

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  • [Journal Article] Modulation of plantar pressure and gastrocnemius activity during gait using electrical stimulation of the tibialis anterior in healthy adults.2018

    • Author(s)
      Moriguchi M, Maeshige N, Ueno M, Yoshikawa Y, Terashi H, Fujino H.
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 13(5)

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0195309

    • NAID

      120006471066

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  • [Journal Article] Changes in lipid metabolism and capillary density of the skeletal muscle following low-intensity exercise training in a rat model of obesity with hyperinsulinemia2018

    • Author(s)
      Fujita Naoto、Aono Saki、Karasaki Kohei、Sera Fumi、Kurose Tomoyuki、Fujino Hidemi、Urakawa Susumu
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 13

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0196895

    • NAID

      120006488445

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  • [Journal Article] Mild hyperbaric oxygen inhibits the growth-related decline in skeletal muscle oxidative capacity and prevents hyperglycemia in rats with type 2 diabetes mellitus.2018

    • Author(s)
      Nagatomo F, Takemura A, Roy RR, Fujino H, Kondo H, Ishihara A.
    • Journal Title

      Journal of Diabetes

      Volume: 6 Pages: 753-763

    • DOI

      10.1111/1753-0407.12666

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    • Author(s)
      藤野英己
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      体育の科学

      Volume: 68 Pages: 649-653

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      上野瑞季,田中雅侑,平山佑介,金指美帆,松本智博,前重伯壮,藤野 英己.
    • Journal Title

      物理療法科学

      Volume: 25 Pages: 50-56

    • NAID

      40021724149

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      中西亮介,平山佑介,田中稔,小野紘平,池治拓也,前重伯壮,藤野英己.
    • Journal Title

      物理療法科学

      Volume: 25 Pages: 57-62

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  • [Journal Article] モノクロタリン誘発性肺高血圧症ラットのヒラメ筋におけるミトコンドリア機能障害と毛細血管退行に対する中周波電気刺激の介入効果2018

    • Author(s)
      田中雅侑,前重伯壮,金指美帆,中西亮介,藤野英己.
    • Journal Title

      物理療法科学

      Volume: 25 Pages: 42-49

    • NAID

      40021724120

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  • [Presentation] 筋萎縮に伴う毛細血管退行と食成分による制御2020

    • Author(s)
      藤野英己
    • Organizer
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    • Invited
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    • Author(s)
      Fujino H, Kondo H, Ikeji T, Hirayama Y, Takegaki A, Ishihara A
    • Organizer
      66th Annual Meeting of the American College of Sports Medicine
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  • [Presentation] Amelioration of Diabetes-associated Muscle Atrophy by Transcutaneous Carbon Dioxide Exposure2019

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      Kondo H, Fujino H, Matsumoto T, Ishihara A
    • Organizer
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  • [Presentation] 高齢者におけるブラジル産プロポリス摂取による歩行機能の改善効果2019

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      藤野英己,近藤浩代, 坂本裕規, 中西亮介,石原昭彦
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      第17回日本予防医学会学術総会
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  • [Presentation] 骨指標・骨格筋量における運動習慣と栄養の関連2019

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      近藤浩代,天野ほのか,石田ゆき奈,北本彩花, 石原昭彦,藤野英己
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      平林卓己,宅和美穂,田中稔,近藤浩代,藤野英己
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      田中稔,杉本研, 藤本拓,謝可宇,安延由紀子,栗波仁美,赤坂憲,山本浩一, 藤野英己,楽木宏実
    • Organizer
      第6回日本サルコペニア・フレイル学会大会
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    • Organizer
      第24回日本基礎理学療法学会学術大会
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      宅和美穂,平林卓巳,田中稔,前重伯壮,藤野英己
    • Organizer
      第65回日本宇宙航空環境医学会大会
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  • [Presentation] 健康寿命延伸をもたらす運動器機能に対するアスタキサンチンへの期待2019

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      藤野英己
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      第19回日本抗加齢医学会
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  • [Presentation] 高齢者の運動機能に対してアスタキサンチンが期待できること,2019

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      藤野英己
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    • Invited
  • [Presentation] Preventive effects of capillary regression on Brazilian honeybee propolis in disused skeletal muscle of rats2018

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      Fujino H, Kondo H, Matsumoto T, Ono K, Ikeji T, Takuwa M, Hirabayashi T, Ishihara A.
    • Organizer
      Experimental Biology (San Diego)
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  • [Presentation] Effects of Transcutaneous Carbon Dioxide (CO2) on Hyperglycemia-Induced Capillary Regression in Skeletal Muscle2018

    • Author(s)
      Matsumoto T, Takuwa M, Hirabayashi T, Ikeji T, Ono K, Maeshige N, Kondo H, Fujino H
    • Organizer
      Experimental Biology (San Diego)
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      Takuwa M, Matsumoto T, Hirabayashi T, Ikeji T, Ono K, Honda S, Yamamoto A, Maeshige N, Kondo H, Fujino H
    • Organizer
      Experimental Biology (San Diego)
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      Hirabayashi T, Tanaka T, Matsumoto T, Ikeji T, Ono K, Takuwa M, Maeshige N, Kondo H, Fujino H
    • Organizer
      Experimental Biology (San Diego)
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    • Author(s)
      Ikeji T, Hirayama Y, Matsumoto T, Ono K, Takuwa M, Hirabayashi T, Takegaki A, Maeshige N, Kondo H, Fujino H
    • Organizer
      Experimental Biology (San Diego)
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  • [Presentation] A comparison of protective effects between electrical and pulsed-magnetic stimulation in the deep layer of skeletal muscles under disuse condition2018

    • Author(s)
      Ono K, Nakanishi R, Matsumoto R, Takuwa M, Hirabayashi T, Ikeji T, Tanaka M, Maeshige N, Kondo H, Fujino H
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      Tanaka M, Matsumoto T, Sugimoto K, Fujino H
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      Murakami S, Sakita M, Huo M, Kondo H, Hayashi S, Kameyama K, Fujino H
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      Kondo H, Tani T, Naito K, Niimi Y, Nakane M, Sugiyama Y, Okayasu K, Takemoto H, Matsumoto T, Takuwa M, Hirabayashi T Ikeji T, Ono K, Fujino H
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      藤野英己,近藤浩代, 松本智博, 宅和美穂,平林卓己,石原昭彦
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      松本智博,近藤浩代,藤野英己
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      近藤浩代,松本智博,藤野英己
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  • [Presentation] 高齢女性の筋機能に対するブラジル産プロポリス摂取の改善効果2018

    • Author(s)
      藤野英己,松本智博,近藤浩代
    • Organizer
      第26回日本運動生理学会大会(大阪)
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 高血糖による骨格筋毛細血管減少に対する経皮的炭酸ガス吸収法の効果2018

    • Author(s)
      松本智博, 宅和美穂, 平林卓巳, 池治拓也, 小野紘平, 近藤浩代, 藤野英己
    • Organizer
      日本筋学会第4回学術集会(岡山)
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Honeybee products attenuate capillary regression in skeletal muscle under disuse condition2018

    • Author(s)
      Fujino H, Kondo H, Kanazashi M, Tanaka M, Ishihara A
    • Organizer
      ACSM conference on Integrative biology of exercise(San Diego)
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Transcutaneous carbon dioxide attenuates muscle loss in rats with type 2 diabetes2018

    • Author(s)
      Kondo H, Fujino H, Ishihara A
    • Organizer
      ACSM conference on Integrative biology of exercise(San Diego)
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高血糖に伴う骨格筋の酸化的リン酸化能低下や毛細血管退行に対する経皮的炭酸ガス吸収法の効果2018

    • Author(s)
      松本智博, 宅和美穂, 平林卓巳, 池治拓也, 小野紘平, 近藤浩代, 藤野英己
    • Organizer
      第73回日本体力医学会大会(福井)
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 中鎖脂肪酸トリグリセリド摂取はリポ多糖誘導性のケトン体低下を減衰する2018

    • Author(s)
      平林卓巳, 田中稔, 松本智博, 宅和美穂, 池治拓也, 小野紘平, 近藤浩代, 藤野英己
    • Organizer
      第73回日本体力医学会大会(福井)
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 癌液質に伴う筋萎縮に対する低強度全身運動の萎縮予防効果2018

    • Author(s)
      田中稔,藤本拓,謝可宇,栗波仁美,赤坂憲,藤野英己,杉本研
    • Organizer
      第73回日本体力医学会大会(福井)
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 経皮的炭酸ガス吸収法が糖尿病の骨格筋における代謝能低下や毛細血管退行に及ぼす効果2018

    • Author(s)
      松本智博,宅和美穂,平林卓巳,池治拓也, 前重伯壮,近藤浩代,藤野英己
    • Organizer
      第23回日本基礎理学療法学会学術大会(京都)
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  • [Presentation] 癌悪液質に伴う筋萎縮に対する低強度全身運動が筋タンパク質の合成系経路に与える効果2018

    • Author(s)
      田中稔,杉本研,藤本拓,謝可宇,安延由紀子,高橋利匡, 栗波仁美,赤坂憲,藤野英己,楽木宏実
    • Organizer
      第23回日本基礎理学療法学会学術大会(京都)
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 糖尿病性筋萎縮に対する血流制限下での低強度電気刺激が筋タンパク質の合成系経路に与える効果2018

    • Author(s)
      田中稔,森藤武,藤野英己
    • Organizer
      第26回日本物理療法学会学術大会(宮崎)
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 高脂質食誘導性肥満の骨格筋における筋損傷治癒遅延に対するパルスモード超音波の効果2018

    • Author(s)
      松本 智博,田中 雅侑,池冶 拓也,前重 伯壮,藤野 英己
    • Organizer
      第26回日本物理療法学会学術大会(宮崎)
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Effects of exercise training and electrical stimulation on cachectic muscle wasting2018

    • Author(s)
      藤野英己,村上慎一郎,李 興, 陳 宏坤, Saad Al-Nassan,田中孝平,田中 稔,近藤浩代
    • Organizer
      第4回アジアリハビリテーション科学学会国際学術大会(北京)
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] 筋肉研究最前線: 代謝メカニズム,栄養,老化・疾病予防,科学的トレーニング法2019

    • Author(s)
      藤野英己(森谷敏夫編)
    • Total Pages
      342
    • Publisher
      (株)エヌ・ティー・エス
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      2019 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 糖尿病性筋毛細血管退行抑制剤2019

    • Inventor(s)
      藤野英己,立垣愛郞
    • Industrial Property Rights Holder
      藤野英己,立垣愛郞
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2019
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      2019 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 歯周病菌繁殖抑制装置2019

    • Inventor(s)
      藤野英己, 石原昭彦
    • Industrial Property Rights Holder
      藤野英己, 石原昭彦
    • Industrial Property Rights Type
      実用新案
    • Filing Date
      2019
    • Acquisition Date
      2019
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      2019 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] PGC-1α生合成促進剤および遅筋速筋化抑制剤2018

    • Inventor(s)
      藤野英己・立垣愛郎
    • Industrial Property Rights Holder
      藤野英己・立垣愛郎
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Overseas

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Published: 2018-04-23   Modified: 2021-01-27  

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