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Mechanisms of acquiring stress tolerance through hydrogen administration: Effects on lipid and endosomal changes

Research Project

Project/Area Number 21K11690
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 59040:Nutrition science and health science-related
Research InstitutionTokyo Metropolitan Geriatric Hospital and Institute of Gerontology

Principal Investigator

Iketani Masumi  地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究員 (60644359)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords水素 / 脂質 / エンドソーム / 麻酔薬 / セボフルラン / アポトーシス / 脂質ラフト / 酸化ストレス / ミトコンドリア
Outline of Research at the Start

水素分子(H2)には抗酸化・抗炎症効果による疾患改善効果・予防効果があることが知られており、既に各地の施設で臨床試験を開始しているが、その作用機序は未解明である。我々は培養細胞にH2含有ガスを1時間曝露することで代謝産物や脂質構成が変化することを発見し、各種エンドソームのサイズ変化やエンドソーム輸送が変化することを見出した。そこで、本研究では細胞がH2に曝されることによって起こる脂質変化・エンドソーム変化と疾患改善効果・予防効果の分子メカニズムについて明らかにする。この研究成果により、H2の投与が最も効果的な疾患とその最適投与法を予測する為の基礎を確立する。

Outline of Final Research Achievements

Hydrogen molecules (H2) have antioxidant and anti-inflammatory effects. However, their mechanisms remain largely unknown. This study aims to elucidate the mechanisms of H2 to establish optimal administration methods. Previous research has shown that H2 induces changes in endosomes involved in intracellular transport. In this study, we observed that the administration of H2 to cells caused changes in lipid composition, lipid raft localization, and lipid diffusion rates. In animal models, H2 co-administration inhibited neuronal cell death induced by the anesthetic sevoflurane, along with the suppression of signals and oxidative stress leading to cell death. Furthermore, increased phosphorylation of microtubule-associated proteins was observed, suggesting that H2 may influence intracellular transport.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の社会的意義は、H2の健康効果を解明し、医療に応用することで人々の健康と福祉を向上させることにある。特に、H2が抗酸化・抗炎症効果を持ち、脳のダメージを軽減する可能性が示されたことは、アルツハイマー病やパーキンソン病などの神経疾患の予防や治療に新たな道を開くかもしれない。また、セボフルランなどの麻酔薬の副作用を減らす手段としても期待される。これにより、手術や治療の安全性が高まり、患者の負担が軽減されることが期待される。H2の適切な利用方法を確立することで、医療分野に大きな貢献ができる。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (33 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (28 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Attenuation of pulmonary damage in aged lipopolysaccharide-induced inflammation mice through continuous 2% hydrogen gas inhalation: A potential therapeutic strategy for geriatric inflammation and survival2023

    • Author(s)
      Aokage Toshiyuki、Iketani Masumi、Seya Mizuki、Meng Ying、Ageta Kohei、Naito Hiromichi、Nakao Atsunori、Ohsawa Ikuroh
    • Journal Title

      Experimental Gerontology

      Volume: 180 Pages: 112270-112270

    • DOI

      10.1016/j.exger.2023.112270

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Temporal changes in mitochondrial function and reactive oxygen species generation during the development of replicative senescence in human fibroblasts2022

    • Author(s)
      Fujita Yasunori、Iketani Masumi、Ito Masafumi、Ohsawa Ikuroh
    • Journal Title

      Experimental Gerontology

      Volume: 165 Pages: 111866-111866

    • DOI

      10.1016/j.exger.2022.111866

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] H2-induced transient upregulation of phospholipids with suppression of energy metabolism2022

    • Author(s)
      Iketani M, Sakane I, Fujita Y, Ito M, Ohsawa I.
    • Journal Title

      Medical Gas Research

      Volume: in press

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The effects of inhaling hydrogen gas on macrophage polarization, fibrosis, and lung function in mice with bleomycin-induced lung injury2021

    • Author(s)
      Aokage Toshiyuki、Seya Mizuki、Hirayama Takahiro、Nojima Tsuyoshi、Iketani Masumi、Ishikawa Michiko、Terasaki Yasuhiro、Taniguchi Akihiko、Miyahara Nobuaki、Nakao Atsunori、Ohsawa Ikuroh、Naito Hiromichi
    • Journal Title

      BMC Pulmonary Medicine

      Volume: 21 Issue: 1 Pages: 339-339

    • DOI

      10.1186/s12890-021-01712-2

    • NAID

      120007170516

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Inhibition of mitochondrial translation extends replicative lifespan in human fetal lung fibroblasts.2023

    • Author(s)
      Yasunori Fujita, Masumi Iketani, Masafumi Ito, Ikuroh Ohsawa.
    • Organizer
      IAGG Asia/Oceania Regional Congress 2023
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] dministration of hydrogen-rich water prevents vascular aging of the aorta in models of mouse atherosclerosis.2023

    • Author(s)
      Masumi Iketani, Masaki Komatsu, Yasunori Fujita, Hideo Kawaguchi, Ikuroh Ohsawa.
    • Organizer
      IAGG Asia/Oceania Regional Congress 2023
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Hydrogen-rich water-induced suppression of antigen transport into Peyer’s parches of the small intestine.2023

    • Author(s)
      Akane Yokoyama, Masaki Komatsu, Masumi Iketani, Yasunori Fujita, Masafumi Ito, Hideo Kawaguchi, Ikuroh Ohsawa.
    • Organizer
      IAGG Asia/Oceania Regional Congress 2023
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 統合ストレス応答を介したミトコンドリア翻訳抑制の細胞老化抑制効果2023

    • Author(s)
      藤田泰典、池谷真澄、伊藤雅史、大澤郁朗
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      第46回日本分子生物学会年会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 分子状水素はMMP-9上昇を抑制し大動脈解離の進行を抑制する2023

    • Author(s)
      池谷真澄, 青景聡之, 河田光弘, 藤田泰典, 伊藤雅史, 大澤郁朗.
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      第46回日本分子生物学会年会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 高濃度水素水による小腸パイエル板での食物アレルゲン取り込み抑制とアナフィラキシー症状の緩和2023

    • Author(s)
      横山茜, 上田優依, 池谷真澄, 藤田泰典, 伊藤雅史, 川口英夫, 大澤郁朗
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      第46回日本分子生物学会年会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 水素水投与による消化管ムチン層の薄層化とムチン分解菌の活性化2023

    • Author(s)
      上田優依、横山 茜、池谷真澄、藤田泰典、伊藤雅史,川口英夫,大澤郁朗
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      第46回日本分子生物学会年会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 水素ガス吸入による脳梗塞血栓溶解(rt-PA)療法時の出血領域の縮小2023

    • Author(s)
      立花麻恵、三木悠未、池谷真澄、藤田泰典、渡辺信博、堀田晴美、山田憲彦、川口英夫、大澤郁朗
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会年会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 水素ガス吸引はマウスにおいて大動脈解離の進行を抑制する2023

    • Author(s)
      池谷真澄,青景聡之,河田光弘,藤田泰典,伊藤雅史,大澤郁朗.
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      第12回日本分子状水素医学生物学会大会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 水素水による小腸パイエル板での食物アレルゲン取り込み抑制はアナフィラキシー症状を軽減する2023

    • Author(s)
      横山茜, 上田優依, 池谷真澄, 藤田泰典, 伊藤雅史, 川口英夫, 大澤郁朗
    • Organizer
      第12回日本分子状水素医学生物学会大会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 水素水投与が消化管ムチン層及びムチン分解菌に及ばす影響.2023

    • Author(s)
      上田優依、横山茜、濱美里、池谷真澄、藤田泰典、伊藤雅史、川口英夫、大澤郁朗.
    • Organizer
      第12回日本分子状水素医学生物学会大会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 脳梗塞血栓溶解(rt-PA)療法時の脳出血に対する水素ガス吸入効果検証2023

    • Author(s)
      立花麻恵、三木悠未、池谷真澄、藤田泰典、渡辺信博、堀田晴美、山田憲彦、川口英夫、大澤郁朗
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      第12回日本分子状水素医学生物学会大会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒト胎児線維芽細胞の複製老化過程に生ずるエネルギー代謝変容2023

    • Author(s)
      藤田泰典、池谷真澄、田中雅嗣、伊藤雅史、大澤郁朗
    • Organizer
      第46回日本基礎老化学会大会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 大動脈解離モデルマウスでの水素ガス投与による抗炎症効果検証2023

    • Author(s)
      池谷真澄, 青景聡之, 河田光弘, 藤田泰典, 大澤郁朗
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      第46回日本基礎老化学会大会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒト胎児線維芽細胞の分裂寿命に対するミトコンドリア呼吸鎖阻害の効果2022

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      藤田泰典,池谷真澄,伊藤雅史,大澤郁朗.
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      第45回日本分子生物学会年会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 高濃度水素水投与による小腸パイエル板での卵白アルブミン取り込み抑制2022

    • Author(s)
      横山茜,池谷真澄,藤田泰典,伊藤雅史,川口英夫,大澤郁朗.
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 水素ガス投与はセボフルランによって誘導される新生仔マウス脳のc-Jun活性化とアポトーシスを抑制する2022

    • Author(s)
      池谷真澄,羽富舞,藤田泰典,渡辺信博,堀田晴美,伊藤雅史,川口英夫,大澤郁朗.
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 高濃度水素水投与による小腸パイエル板での卵白アルブミン取り込み抑制2022

    • Author(s)
      横山茜,上田優依,濱美里,池谷真澄,藤田泰典,伊藤雅史,川口英夫,大澤郁朗.
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      第11回日本分子状水素医学生物学会年会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 水素ガスはc-Jun抑制を介してセボフルランによる新生仔マウスの脳細胞死を抑制する2022

    • Author(s)
      池谷真澄,羽富舞,藤田泰典,渡辺信博,堀田晴美,伊藤雅史,川口英夫,大澤郁朗.
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      第11回日本分子状水素医学生物学会年会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Doxycycline extends replicative lifespan in human fibroblast TIG-1.2022

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      Yasunori Fujita, Masumi Iketani, Masasumi Ito, Ikuroh Ohsawa.
    • Organizer
      第45回日本基礎老化学会大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Optimal concentration of hydrogen gas attenuates sevoflurane-induced brain cell death in juvenile mice2022

    • Author(s)
      Iketani Masumi, Hatomi Mai, Fujita Yasunori, Watanabe Nobuhiro, Hotta Harumi, Ito Masafumi, Kawaguchi Hideo, Ohsawa Ikuroh.
    • Organizer
      第45回日本基礎老化学会大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 分子状水素は一過的なリン脂質増加とエネルギー代謝抑制を誘導する2021

    • Author(s)
      池谷真澄,坂根巌,藤田泰典,伊藤雅史,大澤郁朗
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      第44回日本分子生物学会年会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ミトコンドリア機能障害は複製老化初期プロセスの主要な因子ではない2021

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      藤田泰典、池谷真澄、伊藤雅史、大澤郁朗
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      第44回日本分子生物学会年会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 水素水飲用はDSSによる小腸パイエル板制御性T細胞障害を抑制する.2021

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      横山茜、小松真希、池谷真澄、藤田泰典、川口英夫、大澤郁朗
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      第44回日本分子生物学会年会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 酸化ストレスによって得られる培養神経細胞の外液中heavy mitochondria画分の8-OHdG複合体の解析.2021

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      丸山悦子、池谷真澄、藤田泰典、大澤郁朗
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      第3回量子生命科学会大会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 分子状水素による一過的なリン脂質増加とエネルギー代謝抑制2021

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      池谷真澄,坂根巌,藤田泰典,伊藤雅史,大澤郁朗
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Delayed endosomal transport with lipid compositional change in molecular hydrogen-treated neuroblastoma2021

    • Author(s)
      Iketani Masumi, Sakane Iwao, Fujita Yasunori, Ito Masafumi, Ohsawa Ikuroh
    • Organizer
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Mitochondrial dysfunction is not a key initiator of replicative senescence2021

    • Author(s)
      藤田泰典、池谷真澄、伊藤雅史、大澤郁朗
    • Organizer
      第44回日本基礎老化学会大会
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      2021 Research-status Report
  • [Remarks] 水素医学研究はどこまで進んでいるのか

    • URL

      https://www.youtube.com/watch?v=72s9B8trawQ&t=7s

    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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