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超音波照射による骨格筋・脂肪由来エクソソームの糖尿病性微小血管障害に対する効果

研究課題

研究課題/領域番号 19H03989
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分59010:リハビリテーション科学関連
研究機関名古屋女子大学

研究代表者

近藤 浩代  名古屋女子大学, 健康科学部, 准教授 (50333183)

研究分担者 藤野 英己  神戸大学, 保健学研究科, 教授 (20278998)
前重 伯壮  神戸大学, 保健学研究科, 准教授 (90617838)
石原 昭彦  京都大学, 人間・環境学研究科, 教授 (90184548)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2021年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 9,100千円 (直接経費: 7,000千円、間接経費: 2,100千円)
キーワード微小血管 / 糖尿病 / エクソソーム / 骨格筋 / 超音波
研究開始時の研究の概要

本研究課題では骨格筋細胞や脂肪細胞から放出される成分のうち,超音波照射により放出されるエクソソームの存在と作用を検出し,糖尿病モデル動物の骨格筋の微小血管障害に対する効果とエクソソームを介した作用効果を検証することを目的とした.また,本検証では共焦点レーザー法による毛細血管三次元構造,血管新生抑制に関連する因子等を解析し,これらの評価から糖尿病性微小血管障害に対するエクソソームによる超音波療法の効果と機序を検証し,糖尿病合併症の予防のための療法の開発を行う計画である.

研究成果の概要

糖尿病の合併症は血管内皮傷害に起因し,慢性的な微小炎症が関与すると考えられている.本研究では培養骨格筋細胞に超音波を照射し,放出されるエクソソームを抽出して,炎症性マクロファージへの添加によりマクロファージの機能の変化について検証した.超音波照射はエクソソームの放出量を増加し,炎症性マクロファージの炎症を減弱させた.また,免疫応答遺伝子であるIRG1発現を増加させ,イタコン酸が増加することが確認された.さらにNRF2発現を抑制し,炎症を抑制した.これらの結果から超音波照射は炎症性マクロファージを制御することができ,糖尿病で生じる合併症を予防でき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

糖尿病における骨格筋の血管障害は重症化に関連し高齢化社会に大きな影響を及ぼしている。本研究課題では超音波照射により骨格筋細胞から放出されるエクソソームの存在と作用を明らかにし,超音波刺激の影響とその細胞間コミュニケーションのメカニズムを解明することによって,代謝障害に起因する疾患の予防や治療に細胞レベルの知見をもたらし,高齢化社会の健康寿命の延伸に寄与するものと考えられる。

報告書

(4件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (18件) (うち国際共著 1件、 査読あり 18件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 9件)

  • [雑誌論文] Brazilian propolis intake decreases body fat mass and oxidative stress in community-dwelling elderly females: A randomized placebo-controlled trial.2023

    • 著者名/発表者名
      Kanazashi M, Iida T, Nakanishi R, Tanaka M, Ikeda H, Takamiya N, Maeshige N, Kondo H, Nishigami T, Harada T, Fujino H.
    • 雑誌名

      Nutrients

      巻: 15 ページ: 364-364

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acute effects of combination therapy by triceps surae stretching and electrical stimulation to the tibialis anterior on medial forefoot plantar pressure during gait in patients with diabetes mellitus.2023

    • 著者名/発表者名
      Maeshige N, Moriguchi M, Fujii M, Kanazawa H, Yoshikawa Y, Kitamura K, Okuno F, Yamaguchi A, Uemura M, Hosomi M, Hara K, Terashi H, Fujino H.
    • 雑誌名

      Int J Low Extrem Wounds

      巻: 2023 ページ: 153473462211484-153473462211484

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mild hyperbaric oxygen exposure enhances peripheral circulatory natural killer cells in healthy young women.2023

    • 著者名/発表者名
      Nisa BU, Nakanishi R, Tanaka M, Lin H, Hirabayashi T, Maeshige N, Kondo H, Fujino H.
    • 雑誌名

      Life (Basel)

      巻: 13 ページ: 408-408

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Skeletal myotube-derived extracellular vesicles enhance itaconate production and attenuate inflammatory responses of macrophages2023

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi A, Maeshige N, Yan J, Ma X, Uemura M, Matsuda M, Nishimura Y, Hasunuma T, Kondo H, Fujino H, Yuan ZM.
    • 雑誌名

      Front Immunol

      巻: 14 ページ: 1099799-1099799

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Impacts of astaxanthin supplementation on walking capacity by reducing oxidative stress in nursing home residents.2022

    • 著者名/発表者名
      Nakanishi R, Kanazashi M, Tanaka M, Tanaka M, Fujino H.
    • 雑誌名

      Int J Environ Res Public Health

      巻: 19 ページ: 13492-13492

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pulsed-Ultrasound Irradiation Induces the Production of Itaconate and Attenuates Inflammatory Responses in Macrophages.2022

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi A, Maeshige N, Ma X, Uemura M, Noguchi H, Matsuda M, Nishimura Y, Hasunuma T, Kondo H, Fujino H.
    • 雑誌名

      J Inflamm Res.

      巻: 13 ページ: 2387-2395

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Enhancement of astaxanthin incorporation by pulsed high-intensity ultrasound in LPS-stimulated macrophages.2022

    • 著者名/発表者名
      Ma X, Yamaguchi A, Maeshige N, Uemura M, Noguchi H, Kondo H, Fujino H.
    • 雑誌名

      J Med Ultrason

      巻: 49 ページ: 125-132

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Time course of capillary regression and an expression balance between vascular endothelial growth factor-A and thrombospondin-1 in the soleus muscle of hindlimb unloaded rats.2022

    • 著者名/発表者名
      Tanaka M, Kanazashi M, Kondo H, Fujino H.
    • 雑誌名

      Muscle Nerve.

      巻: 65 ページ: 350-360

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pulsed ultrasound prevents lipopolysaccharide-induced muscle atrophy through inhibiting p38 MAPK phosphorylation in C2C12 myotubes.2021

    • 著者名/発表者名
      Ueno M, Maeshige N, Hirayama Y, Yamaguchi A, Ma X, Uemura M, Kondo H, Fujino H.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun.

      巻: 17 ページ: 184-190

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High-intensity ultrasound irradiation promotes the release of extracellular vesicles from C2C12 myotubes.2021

    • 著者名/発表者名
      Maeshige N, Langston PK, Yuan ZM, Kondo H, Fujino H.
    • 雑誌名

      Ultrasonics.

      巻: 110 ページ: 106243-106243

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Protective effects of chlorogenic acid on capillary regression caused by disuse muscle atrophy.2021

    • 著者名/発表者名
      Xing J, Pan H, Lin H, Nakanishi R, Hirabayashi T, Nakayama E, Ma X, Maeshige N, Kondo H, Fujino H.
    • 雑誌名

      Biomed Res.

      巻: 42 ページ: 257-264

    • NAID

      130008132076

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of combined treatment with blood flow restriction and low-current electrical stimulation on capillary regression in the soleus muscle of diabetic rats.2021

    • 著者名/発表者名
      Tanaka M, Morifuji T, Sugimoto K, Akasaka H, Fujimoto T, Yoshikawa M, Nakanishi R, Kondo H, Fujino H.
    • 雑誌名

      J Appl Physiol.

      巻: 131 ページ: 1219-1229

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reduced metabolic capacity in fast and slow skeletal muscle via oxidative stress and the energy-sensing of AMPK/SIRT1 in malnutrition.2021

    • 著者名/発表者名
      Hirabayashi T, Nakanishi R, Tanaka M, Nisa BU, Maeshige N, Kondo H, Fujino H.
    • 雑誌名

      Physiol Rep.

      巻: 9 ページ: 14763-14763

    • NAID

      120007115801

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preventive effects of low-intensity endurance exercise for severe hyperglycemia-induced capillary regression in non-obese type 2 diabetes rat skeletal muscle.2021

    • 著者名/発表者名
      Morifuji T, Tanaka M, Nakanishi R, Hirabayashi T, Kondo H, Fujino H.
    • 雑誌名

      Physiol Rep.

      巻: 9 ページ: 14712-14712

    • NAID

      120006975820

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preventive effects of low-intensity endurance exercise for severe hyperglycemia-induced capillary regression in non-obese type 2 diabetes rat skeletal muscle.2021

    • 著者名/発表者名
      Morifuji T, Tanaka M, Nakanishi R, Hirabayashi T, Kondo H, Fujino H.
    • 雑誌名

      Physiol Rep

      巻: 9 ページ: 14712-14712

    • NAID

      120006975820

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Pulsed ultrasound prevents lipopolysaccharide-induced muscle atrophy through inhibiting p38 MAPK phosphorylation in C2C12 myotubes.2021

    • 著者名/発表者名
      Ueno M, Maeshige N, Hirayama Y, Yamaguchi A, Ma X, Uemura M, Kondo H, Fujino H.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun

      巻: 17 ページ: 184-190

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of combined treatment with blood flow restriction and low-current electrical stimulation on capillary regression in the soleus muscle of diabetic rats.2021

    • 著者名/発表者名
      Tanaka M, Morifuji T, Sugimoto K, Akasaka H, Fujimoto T, Yoshikawa M, Nakanishi R, Kondo H, Fujino H.
    • 雑誌名

      J Appl Physiol

      巻: 131 ページ: 1219-1229

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Protective effects of low-intensity exercise on metabolic oxidative capacity and capillarization in skeletal muscle of non-obese diabetic rats.2020

    • 著者名/発表者名
      Qatamish MA, Al-Nassan SM, Kondo H, Fujino H.
    • 雑誌名

      Biomed Res.

      巻: 41 ページ: 227-236

    • NAID

      130007927043

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Ultrasound irradiation induces the production of itaconate and attenuates inflammatory responses in macrophages.2022

    • 著者名/発表者名
      Atomu Yamaguchi, Noriaki Maeshige, Xiaoqi Ma, Mikiko Uemura, Hikari Noguchi, Hiroyo Kondo, Hidemi Fujino.
    • 学会等名
      39th Congress of the International Union of Physiological Sciences
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Metabolic patterns in myotubes after high-intensity ultrasound irradiation2022

    • 著者名/発表者名
      Xiaoqi Ma, Noriaki Maeshige, Atomu Yamaguchi, Mikiko Uemura, Hiroyo Kondo, Hidemi Fujino
    • 学会等名
      39th Congress of the International Union of Physiological Sciences
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Protective effects of chlorogenic acid on capillary regression caused by disuse muscle atrophy.2022

    • 著者名/発表者名
      Jihao Xing, Han Pan, Ryosuke Nakanishi, Takumi Hirabayashi, Xiaoqi Ma, Noriaki Maeshige, Hiroyo Kondo, and Hidemi Fujino.
    • 学会等名
      39th Congress of the International Union of Physiological Sciences
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Enhancement of astaxanthin incorporation by pulsed high-intensity ultrasound in LPS-stimulated macrophages.2022

    • 著者名/発表者名
      Xiaoqi Ma, Atomu Yamaguchi, Noriaki Maeshige, Mikiko Uemura, Hikari Noguchi, Hiroyo Kondo, Hidemi Fujino.
    • 学会等名
      39th Congress of the International Union of Physiological Sciences
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Docosahexaenoic acid (DHA) and eicosapentaenoic acid (EPA) prevent inflammation-induced muscle atrophy.2022

    • 著者名/発表者名
      Atomu Yamaguchi, Yuichi Nishida, Noriaki Maeshige, Maiki Moriguchi, Mikiko Uemura, Xiaoqi Ma, Makoto Miyoshi, Hiroyo Kondo, Hidemi Fujino.
    • 学会等名
      39th Congress of the International Union of Physiological Sciences
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Niacin supplementation attenuates capillary regression and oxidative phosphorylation enzyme depletion in unloaded rat skeletal muscle2022

    • 著者名/発表者名
      Hao LIN, Hao Ji XING, Han PAN, Takumi HIRABAYASHI, Noriaki MASHIGE, Hiroyo KONDO, Hidemi FUJINO
    • 学会等名
      39th Congress of the International Union of Physiological Sciences
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 健康な若年女性における軽度高気圧酸素の末梢血単核細胞に対する効果2022

    • 著者名/発表者名
      Badur Un Nisa, 天野英紀,藤澤秋子, 平林卓巳, 近藤浩代,藤野英己
    • 学会等名
      第77回日本体力医学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 低圧低酸素環境により誘導される血管新生因子の発現と骨格筋損傷の治癒促進の効果2022

    • 著者名/発表者名
      天野英紀,藤澤秋子,中山慧美,Badur Un Nisa,近藤浩代,藤野 英己
    • 学会等名
      第77回日本体力医学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] アンギオテンシンⅠ転換酵素の遺伝子多型が低圧低酸素環境における酸素飽和度に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      藤澤秋子,天野英紀,Badur Un Nisa,Lin Hao, Dong Yi, 近藤浩代,藤野英己
    • 学会等名
      第77回日本体力医学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 低栄養状態の骨格筋に対する中鎖脂肪酸トリグリセリド摂取の効果2022

    • 著者名/発表者名
      平林卓己,Jihao Xing,前重伯壮,近藤浩代,藤野英己
    • 学会等名
      第31回日本脂質栄養学会大
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 骨格筋におけるマイオカインIL-15がオートファジー機構に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      田中稔,杉本研, 高橋利匡,赤坂憲,山本浩一, 藤野英己,樂木宏実
    • 学会等名
      第27回日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 培養筋管由来細胞外小胞によるイタコン酸産生を介したマクロファージ炎症反応抑制2022

    • 著者名/発表者名
      山口亜斗夢, 前重伯壮, 植村弥希子, Ma Xiaoqi, 寺師浩人, 近藤 浩代, 藤野英己
    • 学会等名
      第52回日本創傷治癒学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [学会発表] 直流微弱電流はマクロファージ内グリコーゲン分解およびペントースリン酸経路の賦活を介して抗酸化・抗炎症作用を発揮する2022

    • 著者名/発表者名
      植村弥希子, 前重伯壮, 山口亜斗夢, Ma Xiaoqi, 井上岳人, 寺師浩人, 近藤 浩代, 藤野, 英己
    • 学会等名
      第52回日本創傷治癒学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [学会発表] 低パルス繰り返し周波数での超音波照射が培養筋管からの細胞外小胞放出に与える促進効果2022

    • 著者名/発表者名
      谷田健斗, Xiaoqi Ma, 山口亜斗夢, 前重伯壮, 植村弥希子, 近藤浩代, 藤野英己
    • 学会等名
      第 77 回 日本体力医学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [学会発表] 骨格筋の毛細血管退行に対する核酸の抗酸化作用及び血管内皮細胞増殖因子の発現による予防効果2022

    • 著者名/発表者名
      橋本渚,宅和美穂,中西亮介,植村弥希子,藤野英己
    • 学会等名
      第 77 回 日本体力医学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 骨格筋内オートファジー制御に筋由来IL-15が及ぼす効果2022

    • 著者名/発表者名
      田中稔,赤坂憲,杉本研, 高橋利匡,山本浩一, 藤野英己,樂木宏実
    • 学会等名
      第 77 回 日本体力医学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Niacin supplementation attenuates capillary regression and oxidative phosphorylation enzyme depletion in unloaded rat skeletal muscle2022

    • 著者名/発表者名
      Hao LIN , Han PAN, Jihao XING, Takumi HIRABAYASHI, Noriaki MASHIGE, Hiroyo KONDO, Hidemi FUJINO
    • 学会等名
      22nd IUNS-ICN
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Green coffee bean extract protects muscle capillary regression via decreased oxidative stress under disuse condition.2022

    • 著者名/発表者名
      Jihao Xing, Han Pan, Hao Lin, Ryosuke Nakanishi, Takumi Hirabayashi, Xiaoqi Ma, Kazuya Iwai, Noriaki Maeshige, Hiroyo Kondo, Hidemi Fujino
    • 学会等名
      22nd IUNS-ICN
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超音波照射はマクロファージ内のイタコン酸産生を促進して過剰炎症反応を抑制する2022

    • 著者名/発表者名
      山口亜斗夢, 前重伯壮, 馬暁_, 植村弥希子, 野口ひかり, 近藤浩代, 藤野英己
    • 学会等名
      日本物理療法合同学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [学会発表] 骨格筋内オートファジーにマイオカインIL-15が及ぼす効果2022

    • 著者名/発表者名
      田中稔,赤坂憲,杉本研, 高橋利匡,山本浩一, 藤野英己,樂木宏実
    • 学会等名
      第33回日本老年医学会近畿地方会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 電気刺激はマクロファージのHIF-1αを抑制し細胞内代謝を変化させることで抗炎症・抗酸化作用を発揮する2022

    • 著者名/発表者名
      植村弥希子, 前重伯壮, 山口亜斗夢, Ma Xiaoqi, 井上岳人, 近藤浩代, 藤野英己
    • 学会等名
      日本物理療法合同学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [学会発表] 筋由来IL-15が骨格筋内オートファジー制御に及ぼす効果2022

    • 著者名/発表者名
      田中 稔, 杉本 研, 赤坂 憲, 高橋 利匡, 山本 浩一, 藤野 英己, 樂木 宏実
    • 学会等名
      第8回日本筋学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Conditioned Media from Ultrasound treated C2C12 Myotubes Regulate Macrophage Inflammatory Responses.2021

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi A, Maeshige N, Langston PK, Noguchi H, Ma X, Ichikawa Y, Uemura M, Kondo H, Fujino H.
    • 学会等名
      Experimental Biology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Effect of high intensity ultrasound irradiation on exosomes release from cultured myotubes.2021

    • 著者名/発表者名
      Noguchi H, Maeshige N, Langston PK, Yamaguchi A, Uemura M, Nakanishi R, Kondo H, Fujino H.
    • 学会等名
      Experimental Biology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 電気刺激による筋収縮の骨格筋由来エクソソーム放出促進の効果.2021

    • 著者名/発表者名
      市川祐介, 山口亜斗夢, 野口ひかり, Ma X, 近藤浩代, 前重伯壮, 藤野英己.
    • 学会等名
      第26回日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 高強度超音波照射が培養筋管由来の細胞外小胞放出に与える効果2020

    • 著者名/発表者名
      野口ひかり,中山慧美,林浩,Bardur Un Nisa Safdar, 平林卓己,植村弥希子,中西亮介,田中稔,近藤浩代,前重伯壮,藤野英己
    • 学会等名
      第110回理学療法科学学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 超音波照射による細胞内カルシウム濃度上昇が骨格筋由来エクソソーム放出に与える効果2020

    • 著者名/発表者名
      野口ひかり, 中山慧美,平林卓己,近藤浩代,前重伯壮,藤野英己
    • 学会等名
      第75回日本体力医学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Amelioration of Diabetes-associated Muscle Atrophy by Transcutaneous Carbon Dioxide Exposure.2019

    • 著者名/発表者名
      Kondo H, Fujino H, Matsumoto T, Ishihara A.
    • 学会等名
      6th Annual Meeting of the American College of Sports Medicine
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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