水素ガス吸引によって虚血再灌流障害を複合的に軽減する作用機作の総合的解明

• 研究課題/領域番号: 16K15599
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 外科学一般
• 研究機関: 順天堂大学 (2017-2018); 日本医科大学 (2016)
• 研究代表者: 太田 成男 順天堂大学, 医学部, 客員教授 (00125832)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 水素ガス / 分子状水素 / 虚血再灌流障害 / 脂質メディエーター / 転写因子NFAT / 脳梗塞 / 心肺停止後蘇生 / 水素 / 虚血再灌流 / 実験外科学

研究成果の概要

私たちは、水素ガスを吸入することで、虚血再灌流障害をはじめとする酸化ストレス障害を軽減することを動物実験で示した。本研究では、動物実験によって有効な投与法を詳細に検討した。さらに、臨床試験によって、水素ガス吸入は脳梗塞と心肺停止後蘇生後に予後改善に寄与することを示唆した。また、分子機構としては、水素はリン脂質の酸化反応に介入し新たなシグナル伝達分子を作り、カルシウムシグナル伝達を抑制し、転写因子のNFATの活性を抑制することを明らかにした。NFATは、多くの因子の遺伝子発現を制御するので、水素が多様な作用を発揮することが可能になる。

研究成果の学術的意義や社会的意義

水素ガス吸入による虚血再灌流障害を実際の治療に用いられるようにするには、臨床試験によって、患者への有効性を示すことが必要である。本研究によって、水素ガス吸入は、脳梗塞患者と心肺停止後蘇生患者の改善に対して有効であることを示唆した。水素ガス吸入治療は、厚生労働省から先進医療Bとして承認され、研究と同時に治療にも用いられている。薬事承認にあたっては、分子機構を解明することが必要である。本研究では、水素が多機能を発揮する分子機作を明らかにした。また、学術的にも、新たしいシグナル伝達機構の解明に寄与した。

研究成果

• [雑誌論文] Acute Supplementation with Molecular Hydrogen Benefits Submaximal Exercise Indices. Randomized, Double-Blinded, Placebo-Controlled Crossover Pilot Study (2019)
  • 著者名/発表者名: LeBaron TW, Larson AJ, Ohta S, Mikami T, Barlow J, Bulloch J, DeBeliso M
  • 雑誌名: J Lifestyle Med. 巻: 9 号: 1 ページ: 36-43
  • DOI: 10.15280/jlm.2019.9.1.36
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Taurine supplementation for prevention of stroke-like episodes in MELAS: a multicentre, open-label, 52-week phase III trial. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ohsawa Y, Hagiwara H, Nishimatsu SI, Hirakawa A, Kamimura N, Ohtsubo H, Fukai Y, Murakami T, Koga Y, Goto YI, Ohta S, Sunada Y; KN01 Study Group.
  • 雑誌名: J Neurol Neurosurg Psychiatry. 巻: 90 号: 5 ページ: 529-536
  • DOI: 10.1136/jnnp-2018-317964
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Acute immobilization stress following contextual fear conditioning reduces fear memory: timing is essential (2019)
  • 著者名/発表者名: Akemi Uwaya, Hyunjin Lee, Jonghyuk Park, Hosung Lee, Junko Muto, Sanae Nakajima, Shigeo Ohta,Toshio Mikami
  • 雑誌名: Behavioral and Brain functions 巻: 12 号: 1 ページ: 8-8
  • DOI: 10.1186/s12993-016-0092-1
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effects of Molecular Hydrogen Assessed by an Animal Model and Randamized Clinical Study on Mild Cognitive Impairment. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nishimaki K., Asada T.,Ohsawa I.,Nakajima E.,Ikejima C.,Yokota T.,Kamimura N.,Ohta S.
  • 雑誌名: Current Alzheimmer Research. 巻: 15 号: 5 ページ: 482-492
  • DOI: 10.2174/1567205014666171106145017
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Pilot Study on Therapeutic Inhalation of Hydrogen Gas for Improving Patients with Alzheimer’s Disease Assessed by Cognitive Subscale Scores and Magnetic Resonance Diffusion Tensor Imaging (2018)
  • 著者名/発表者名: Ono H, Nishijima Y, Sakamoto M, Horikosi T, Tamaki M, Oishi W, Naitoh Y, Futaki T, shii S, Suzuki K, Kurihara H and Ohta S
  • 雑誌名: International Journal of Alzheimers & Neurological Disorders 巻: 1 ページ: 1-11
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Hydrogen Gas Inhalation Treatment in Acute Cerebral Infarction: A Randomized Controlled Clinical Study on Safety and Neuroprotection. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ono H, Nishijima Y, Ohta S, Sakamoto M, Kinone K, Horikosi T, Tamaki M, Takeshita H, Futatuki T, Ohishi W, Ishiguro T, Okamoto S, Ishii S, Takanami H.
  • 雑誌名: J Stroke Cerebrovasc Dis. 巻: 26 号: 11 ページ: 2587-2594
  • DOI: 10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2017.06.012
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cisplatin selects short forms of the mitochondrial DNA OriB variant (16184-16193 poly-cytosine tract), which confer resistance to cisplatin. (2017)
  • 著者名/発表者名: Amo T, Kamimura N, Asano H, Asoh S, Ohta S.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 7 号: 1 ページ: 46240-46240
  • DOI: 10.1038/srep46240
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Blue light-induced oxidative stress in live skin (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakashima Y, Wolf AM, Ohta S.
  • 雑誌名: Free Radic Biol Med 巻: 108 ページ: 300-310
  • DOI: 10.1016/j.freeradbiomed.2017.03.010
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Effect of Hydrogen Gas Inhalation on Muscular Damage using Mouse Hind Limb Ischemia Reperfusion Injury Model. (2017)
  • 著者名/発表者名: Watanabe M., Kamimura N., Iuchi K., Nishimaki K., Yokota T., Ogawa R., Ohta S.
  • 雑誌名: Plastic and Reconstructive Surgery. 巻: 140 号: 6 ページ: 1195-1206
  • DOI: 10.1097/prs.0000000000003878
  • 査読あり
• [雑誌論文] The histone 3 lysine 9 methyltransferase inhibitor chaetocin improves prognosis in a rat model of high salt diet-induced heart failure (2017)
  • 著者名/発表者名: Ono T, Kamimura N, Matsuhashi T, Nagai T, Nishiyama T, Endo J, Hishiki T, Nakanishi T, Shimizu N, Tanaka H, Ohta S, Suematsu M, Ieda M, Sano M, Fukuda K, Kaneda R
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 7 号: 1 ページ: 39752-39752
  • DOI: 10.1038/srep39752
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effects of Hydrogenized Water on Intracellular Biomarkers for Antioxidants, Glucose Uptake, Insulin Signaling and SIRT 1 and Telomerase Activity (2016)
  • 著者名/発表者名: 1.Settineri R, Ji J, Luo C, Ellithorpe RR, Mattos GFd, Rosenblatt S, LaValle J, Jinenez A, Ohta S, Nicolson GL
  • 雑誌名: American J Food Nutr. 巻: 4 ページ: 161-168
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Feasibility and Safety of Hydrogen Gas Inhalation for Post-Cardiac Arrest Syndrome – First-in-Human Pilot Study – (2016)
  • 著者名/発表者名: Tamura T, Hayashida K, Sano M, Suzuki M, Shibusawa T, Yoshizawa J, Kobayashi Y, Suzuki T, Ohta S, Morisaki H, Fukuda K, Hori S.
  • 雑誌名: Circulation Journal 巻: 80 号: 8 ページ: 1870-1873
  • DOI: 10.1253/circj.CJ-16-0127
  • NAID: 130005166118
  • ISSN: 1346-9843, 1347-4820
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Moleculeh hydrogen improves cognitive abilityin mild cognitive impairment and modest Alzheimer's disease. (2019)
  • 著者名/発表者名: Shigeo Ohta
  • 学会等名: Alzheimers and Parkinsons Diseases Program
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Hydrogen Medicine: from basic science to clinical applications (2018)
  • 著者名/発表者名: Shigeo Ohta
  • 学会等名: 第5回国際循環器科学アカデミー（IACS-AS） Second Announcement_Smolenice
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 水素医学のこの一年の発展2017-2018 (2018)
  • 著者名/発表者名: 太田成男
  • 学会等名: 第8回日本分子状水素医学生物学会
  • 招待講演
• [学会発表] タウリン大量療法による MELAS 脳卒中様発作の再発抑制 (2018)
  • 著者名/発表者名: 太田成男
  • 学会等名: 第18回日本ミトコンドリア学会
• [学会発表] 水素水の飲用によってApoE4遺伝子保因者の経度認知障害が改善する。 (2017)
  • 著者名/発表者名: 太田成男
  • 学会等名: 第7回日本分子状水素医学生物学会
• [学会発表] ミトコンドリアからみた認知症予防 (2017)
  • 著者名/発表者名: 太田 成男
  • 学会等名: 睡眠・認知症予防シンポジウム3
  • 発表場所: 中部大学（愛知）
  • 招待講演
• [学会発表] 分子水素の可能性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 太田 成男
  • 学会等名: 第33回スパズム・シンポジウム
  • 発表場所: 大阪国際会議場（大阪）
  • 招待講演
• [学会発表] The molecular mechanism by which H2 regulates gene expression.What is the primary target of H2? (2016)
  • 著者名/発表者名: Shigeo Ohta
  • 学会等名: 3rd Symposium of Chinese Hydrogen Biomedical Association
  • 発表場所: Taian City (China)
  • 年月日: 2016-09-25
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 分子状水素による酸化ストレス軽減と遺伝子発現制御：基礎医学から臨床応用へ (2016)
  • 著者名/発表者名: 太田 成男
  • 学会等名: 日本臨床検査自動化学会第48回大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川）
  • 年月日: 2016-09-22
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞死を抑制する分子状水素 (2016)
  • 著者名/発表者名: 太田 成男
  • 学会等名: 第25回日本Cell Death学会学術集会
  • 発表場所: 品川区立総合区民会館（東京）
  • 年月日: 2016-09-09
  • 招待講演
• [学会発表] 水素研究のup-to-date (2016)
  • 著者名/発表者名: 太田 成男
  • 学会等名: 第16回日本抗加齢医学会総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜）
  • 年月日: 2016-06-10
  • 招待講演
• [学会発表] 分子状水素による遺伝子発現制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 太田 成男
  • 学会等名: 日本分子状水素医学生物学会設立記念大会（第6回年会）
  • 発表場所: ワークピア横浜（神奈川）
  • 年月日: 2016-05-28
  • 招待講演
• [学会発表] Introduction of Japanese Society of Hydrogen and current situation of hydrogen in Japan (2016)
  • 著者名/発表者名: Shigeo Ohta
  • 学会等名: 2016 KOREA International Symposium on Hydrogen
  • 発表場所: Seoul(KOREA)
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 水素医学の創始、展開、応用とメカニズム (2016)
  • 著者名/発表者名: 太田 成男
  • 学会等名: NPO法人国際医科学研究会第12回フォーラム
  • 発表場所: フクラシア品川（東京）
  • 招待講演
• [図書] ここまでわかった 水素水最新Q&A: 続・水素水とサビない身体 (2017)
  • 著者名/発表者名: 太田 成男
  • 総ページ数: 187
  • 出版者: 小学館
• [図書] 老化制御と疾患－エイジング研究の進歩－ (2016)
  • 著者名/発表者名: 太田 成男
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: 日本臨床
• [備考] 順天堂大学研究者情報データベース
  • URL: https://www.juntendo.ac.jp/graduate/kenkyudb/search/researcher.php?MID=5478
• [備考] 日本医科大学先端医学研究所細胞生物学
  • URL: https://www.nms.ac.jp/ig/saiboseibutsu/