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低酸素環境が軸索内ミトコンドリアに与える影響

研究課題

研究課題/領域番号 15K01419
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 リハビリテーション科学・福祉工学
研究機関札幌医科大学

研究代表者

菊池 真  札幌医科大学, 医学部, 講師 (20404585)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワードミトコンドリア / 末梢神経 / 軸索 / OGD / 低酸素 / 無糖培地 / 末梢神経節細胞
研究成果の概要

低酸素は神経系などに大きなダメージを与える。我々は末梢神経細胞軸索内のミトコンドリアに着目し、低酸素環境におかれた軸索内ミトコンドリアの動態を、初代培養細胞を用いて観察した。酸素濃度が0.5%の環境に24時間暴露した結果、ミトコンドリアの移動数などに変化はみられなかった。そこで、疑似的に虚血を再現するため、低酸素発生装置と低グルコース培地を用い、低酸素・低グルコース(OGD)環境下で同様に観察した。その結果、24時間のOGD暴露は輸送ミトコンドリアの数を有意に減少させた。この結果、ミトコンドリア輸送は、単純な低酸素ではなくOGD刺激のような複合的刺激に抑制される可能性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

神経系における虚血は中枢神経では脳卒中や脳梗塞、末梢神経では糖尿病による末梢神経障害など、患者のQOLを低下させるものが多い。今回の研究計画はこれらの障害メカニズムを末梢神経軸索内のミトコンドリアの動態から解明しようとしたものである。
我々の結果からは、低酸素のみの刺激は、末梢神経軸索の輸送ミトコンドリア数の変化を観察できなかった。さらに、低グルコースと低酸素を組み合わせた刺激では、輸送ミトコンドリア数の減少が観察された。
これらの結果は、末梢神経軸索内の輸送ミトコンドリアは低酸素だけではなく低グルコースを組み合わせたようないくつかのメカニズムで制御されている可能性が示唆された。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 8件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Mitochondria transfer from mesenchymal stem cells structurally and functionally repairs renal proximal tubular epithelial cells in diabetic nephropathy in vivo2019

    • 著者名/発表者名
      Konari Naoto、Nagaishi Kanna、Kikuchi Shin、Fujimiya Mineko
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 5184-5184

    • DOI

      10.1038/s41598-019-40163-y

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rho-kinase and PKCα Inhibition Induces Primary Cilia Elongation and Alters the Behavior of Undifferentiated and Differentiated Temperature-sensitive Mouse Cochlear Cells.2019

    • 著者名/発表者名
      Kakiuchi A, Kohno T, Kakuki T, Kaneko Y, Konno T, Hosaka Y, Hata T, Kikuchi S, Ninomiya T, Himi T, Takano K, Kojima T.
    • 雑誌名

      J Histochem Cytochem.

      巻: in press 号: 7 ページ: 523-535

    • DOI

      10.1369/0022155419841013

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The bicellular tensile force sorts the localization of LSRs in bicellular and tricellular junctions2017

    • 著者名/発表者名
      Kohno Takayuki、Kikuchi Shin、Ninomiya Takafumi、Kojima Takashi
    • 雑誌名

      Ann N Y Acad Sci

      巻: 1397 号: 1 ページ: 185-194

    • DOI

      10.1111/nyas.13362

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Histone deacetylase inhibition prevents cell death induced by loss of tricellular tight junction proteins in temperature-sensitive mouse cochlear cells2017

    • 著者名/発表者名
      Takano Kenichi、Kakuki Takuya、Kaneko Yakuto、Kohno Takayuki、Kikuchi Shin、Himi Tetsuo、Kojima Takashi
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 12 号: 8 ページ: e0182291-e0182291

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0182291

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The role of transcriptional factor p63 in regulation of epithelial barrier and ciliogenesis of human nasal epithelial cells2017

    • 著者名/発表者名
      Kaneko Yakuto、Kohno Takayuki、Kakuki Takuya、Takano Ken-ichi、Ogasawara Noriko、Miyata Ryo、Kikuchi Shin、Konno Takumi、Ohkuni Tsuyoshi、Yajima Ryoto、Kakiuchi Akito、Yokota Shin-ichi、Himi Tetsuo、Kojima Takashi
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 7 号: 1 ページ: 10935-10935

    • DOI

      10.1038/s41598-017-11481-w

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cobalt inhibits motility of axonal mitochondria and induces axonal degeneration in cultured dorsal root ganglion cells of rat2017

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi Shin、Ninomiya Takafumi、Kohno Takayuki、Kojima Takashi、Tatsumi Haruyuki
    • 雑誌名

      Cell Biol Toxicol

      巻: 34 号: 2 ページ: 93-107

    • DOI

      10.1007/s10565-017-9402-0

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mitochondrial fission augments capsaicin-induced axonal degeneration2015

    • 著者名/発表者名
      Hao Chiang, Nobuhiko Ohno, Yu-Lin Hsieh, Don J. Mahad, Shin Kikuchi, Hitoshi Komuro, Sung-Tsang Hsieh, Bruce D. Trapp
    • 雑誌名

      Acta Neuropathol.

      巻: 129 号: 1 ページ: 81-96

    • DOI

      10.1007/s00401-014-1354-3

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Staurosporine induces formation of two types of extra-long cell protrusions: actin-based filaments and microtubule-based shafts2015

    • 著者名/発表者名
      Kohno T. Ninomiya T, Kikuchi S, Konno T, Kojima T
    • 雑誌名

      Mol Pharmaco

      巻: 87 号: 5 ページ: 815-824

    • DOI

      10.1124/mol.114.096982

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Acid-sensing Ion Channel 2 Expression in the Epithelial Cells of Rat Cerebral Ventricle and Choroid Plexus2015

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi S, Ninomiya T, Kawamata T, Tatsumi H
    • 雑誌名

      J Cytol Histol

      巻: 6 号: 02 ページ: 310-310

    • DOI

      10.4172/2157-7099.1000310

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] c-Jun N-terminal kinase inhibitor SP600125 enhances barrier function and elogation of human pancreatic cancer cell line HPAC in a Ca-switch model.2014

    • 著者名/発表者名
      Konno T, Ninomiya T, Kohno T, Kikuchi S, Sawada N, Kojima T.
    • 雑誌名

      Histochem Cell Biol.

      巻: 143(5) 号: 5 ページ: 471-479

    • DOI

      10.1007/s00418-014-1300-4

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 短時間の低グルコース・低酸素が軸索内のミトコンドリアに与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      菊池 真、二宮孝文、辰巳治之
    • 学会等名
      第124回日本解剖学会総会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 低酸素・低グルコース(OGD)による末梢神経軸索内ミトコンドリアの輸送異常2018

    • 著者名/発表者名
      菊池 真、二宮孝文、辰巳治之
    • 学会等名
      第123回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 塩化コバルトによる末梢神経軸索内ミトコンドリアの機能不全2017

    • 著者名/発表者名
      菊池 真、二宮孝文、辰巳治之
    • 学会等名
      第112回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 発表場所
      長崎市(長崎)、長崎大学坂本キャンパス
    • 年月日
      2017-03-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 有髄線維ランヴィエ絞輪周辺部とDchmidt-Lanterman切痕部位における物質輸送経路の解析2017

    • 著者名/発表者名
      二宮孝文、菊池 真、新倉謙一、竹内智恵、辰巳治之
    • 学会等名
      第112回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 発表場所
      長崎市(長崎)、長崎大学坂本キャンパス
    • 年月日
      2017-03-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] MITOCHONDRIA TRANSFER OF BONE MARROW-DERIVED MESENCHYMAL STEM CELLS INHIBITS APOPTOSIS IN PROXIMAL TUBULAR EPITHELIAL CELLS IN DIABETIC NEPHROPATHY2017

    • 著者名/発表者名
      Konari N, Nagaishi K, Kikuchi S, Mizue Y, Chikenji T, Nakano M, Otani M, Saito Y, Fujimiya M
    • 学会等名
      INTERNATIONAL SOCIETY FOR STEM CELL RESEARCH 2017 Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 塩化コバルトが軸索内ミトコンドリアと軸索変性に与える影響2016

    • 著者名/発表者名
      菊池 真、二宮孝文、辰巳治之
    • 学会等名
      第121回日本解剖学会総会
    • 発表場所
      ビッグパレットふくしま(福島県郡山市)
    • 年月日
      2016-03-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 膜透過性金ナノ粒子の特性 ~培養神経細胞における知見~2016

    • 著者名/発表者名
      二宮孝文、菊池 真、新倉謙一、竹内智恵、辰巳治之
    • 学会等名
      第121回日本解剖学会総会
    • 発表場所
      ビッグパレットふくしま(福島県郡山市)
    • 年月日
      2016-03-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] High-density cobalt induces axonal degeneration and inhibits the motility of axonal motile mitochondria2015

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi S, Ninomiya T, Kohno T, Kojima T, Tatsumi H
    • 学会等名
      Neuroscience 2015
    • 発表場所
      Chicago (USA)
    • 年月日
      2015-10-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Sarcomere length range in vastus intermedius with knee joint rotation2015

    • 著者名/発表者名
      Ando R, Taniguchi K, Kikuchi S, Watanabe K, Fujimiya M, Katayose M, Akima H
    • 学会等名
      62nd Annual Meeting of the American College of Sports Medicine(ACSM 2015)
    • 発表場所
      San Diego (USA)
    • 年月日
      2015-05-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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