ビッグデータを用いた全ゲノム情報解析による腎臓リハビリテーションの個別化構築

• 研究課題/領域番号: 20H04034
• 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: 東北大学
• 研究代表者: 上月 正博 東北大学, 医学系研究科, 名誉教授 (70234698)
• 研究分担者: 海老原 覚 東北大学, 医学系研究科, 教授 (90323013) ; 伊藤 修 東北医科薬科大学, 医学部, 教授 (00361072) ; 趙 彩尹 下関市立大学, 経済学研究科, 准教授 (70834654) ; 原田 卓 東北大学, 医学系研究科, 准教授 (70292216) ; 吉田 直記 東北大学, 医学系研究科, 助手 (80900290)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2022年度)
• 配分額: 17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円); 2022年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2021年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2020年度: 11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
• キーワード: リハビリテーション / 慢性腎臓病 / 運動療法 / 腎保護作用 / ゲノム解析 / ビッグデータ / レニン・アンジオテンシン系 / 活性酸素 / 腎臓リハビリテーション / 腎機能障害 / 遺伝学 / 全ゲノム解析

研究開始時の研究の概要

申請者らが科学研究費補助金等により行ってきた腎臓リハに関する基礎研究や共同開発した負荷可変式携帯型エルゴメータ（てらすエルゴ）を用いる臨床研究を通じて，糖尿病以外の腎症や軽症～中等症の腎症の適応拡大を目指すためのエビデンス構築とビッグデータを用いた全ゲノム情報解析による生活習慣と腎機能障害などの分析を通じて、腎臓リハビリテーションプログラムの個別化構築を行う．

研究成果の概要

625個の腎障害関連遺伝子の日本人保有率調査を行い，ToMMoに登録されているビッグデータを用いて腎障害リスク因子を検討した。また、腎障害関連遺伝子から導かれるrisk scoreとeGFRの関連を分析，同様にApoL1遺伝子多型とeGFRの関連の分析を進めた。また、腎機能悪化を予測するベースラインの危険因子を分析した。腎障害動物モデルでの運動療法による腎保護作用の機序として、運動が腎間質のコラーゲンを抑制すること、ならびに、腎臓のレニン・アンジオテンシン系を抑制すること、酸化ストレスを増やすNADPH oxidase と xanthine oxidase活性を抑制することを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

腎臓リハビリテーションの中核の一つである運動療法による腎保護作用メカニズムに関して明らかにした。また、ビッグデータを用いて日本人の腎障害関連遺伝子の保有率調査を行うとともに、運動療法による腎保護作用の効果に関して、遺伝子や個別の影響がある可能性を示唆した。一方、腎機能障害合併心筋梗塞患者に対する運動療法の腎保護効果の程度は一日歩数や退院時の運動耐容能と相関するを示した。透析患者では下肢に対する経皮的微弱電気刺激でも有効であることを証明し、運動療法に対して積極的でない腎障害患者（特に透析患者）に対して、患者負担の少ない代替腎保護法を提案できた。

研究成果

• [雑誌論文] Peak exercise oxygen uptake and changes in renal function in patients after acute myocardial infarction (2023)
  • 著者名/発表者名: Sato Toshimi、Morishita Shinichiro、Ono Masahiro、Funami Yoshinari、Hayao Keishi、Kusano Daichi、Kohzuki Masahiro
  • 雑誌名: Heart & Lung 巻: 57 ページ: 277-282
  • DOI: 10.1016/j.hrtlng.2022.10.013
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Exercise Training Prevents High Fructose-Induced Hypertension and Renal Damages in Male Dahl Salt-Sensitive Rats (2022)
  • 著者名/発表者名: Xu Lusi、Hu Gaizun、Qiu Jiahe、Miura Takahiro、Yamakoshi Seiko、Nanai-Takahashi Asako、Kohzuki Masahiro、Ito Osamu
  • 雑誌名: Medicine & Science in Sports & Exercise 巻: 55 号: 5 ページ: 803-812
  • DOI: 10.1249/mss.0000000000003100
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Belt Electrode-Skeletal Muscle Electrical Stimulation in Older Hemodialysis Patients with Reduced Physical Activity: A Randomized Controlled Pilot Study (2022)
  • 著者名/発表者名: Homma Midori、Miura Misa、Hirayama Yo、Takahashi Tamao、Miura Takahiro、Yoshida Naoki、Miyata Satoshi、Kohzuki Masahiro、Ebihara Satoru
  • 雑誌名: Journal of Clinical Medicine 巻: 11 号: 20 ページ: 6170-6170
  • DOI: 10.3390/jcm11206170
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Exercise training ameliorates renal oxidative stress in rats with chronic renal failure (2022)
  • 著者名/発表者名: Seiko Yamakoshi, Takahiro Nakamura, Lusi Xu, Masahiro Kohzuki, Osamu Ito
  • 雑誌名: Metabolites 巻: 9 号: 9 ページ: 836-836
  • DOI: 10.3390/metabo12090836
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effects of Exercise Training on the Renin-Angiotensin System in the Kidneys of Dahl Salt-Sensitive Rats (2022)
  • 著者名/発表者名: Sakuyama Akihiro、Ogawa Yoshiko、Xu Lusi、Komatsu Miwa、Miura Takahiro、Namai-Takahashi Asako、Kohzuki Masahiro、Ito Osamu
  • 雑誌名: Medicine & Science in Sports & Exercise 巻: Publish Ahead of Print 号: 7 ページ: 1105-1113
  • DOI: 10.1249/mss.0000000000002901
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Global Policy Barriers and Enablers to Exercise and Physical Activity in Kidney Care (2022)
  • 著者名/発表者名: Bennett Paul N.、Kohzuki Masahiro、Geovana Martin
  • 雑誌名: Journal of Renal Nutrition 巻: 32 号: 4 ページ: 441-449
  • DOI: 10.1053/j.jrn.2021.06.007
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] ゲノム解析と内部障害リハビリテーション医学 (2021)
  • 著者名/発表者名: 吉田直記、上月正博
  • 雑誌名: The Japanese Journal of Rehabilitation Medicine 巻: 58 号: 10 ページ: 1144-1148
  • DOI: 10.2490/jjrmc.58.1144
  • NAID: 130008121575
  • ISSN: 1881-3526, 1881-8560
  • 年月日: 2021-10-18
• [雑誌論文] Beneficial effects of exercise training on physical performance in patients with vasospastic angina (2021)
  • 著者名/発表者名: Sugisawa Jun,Matsumoto Yasuharu,Takeuchi Masashi,Suda Akira,Tsuchiya Satoshi,Ohyama Kazuma,Nishimiya Kensuke,Akizuki Mina,Sato Koichi,Ohura Shoko,Ota Hideki,Ikeda Shohei,Shindo Tomohiko,Kikuchi Yoku,Hao Kiyotaka,Shiroto Takashi,Takahashi Jun,Miyata Satoshi,Sakata Yasuhiko,Takase Kei,Kohzuki Masahiro,Shimokawa Hiroaki
  • 雑誌名: International Journal of Cardiology 巻: 328 ページ: 14
  • DOI: 10.1016/j.ijcard.2020.12.003
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Active Participation in Outpatient Cardiac Rehabilitation Is Associated With Better Prognosis After Coronary Artery Bypass Graft Surgery ― J-REHAB CABG Study ― (2020)
  • 著者名/発表者名: Origuchi Hideki、Itoh Haruki、Momomura Shin-ichi、Nohara Ryuji、Daida Hiroyuki、Masuda Takashi、Kohzuki Masahiro、Makita Shigeru、Ueshima Kenji、Nagayama Masatoshi、Omiya Kazuto、Adachi Hitoshi、Goto Yoichi
  • 雑誌名: Circulation Journal 巻: 84 号: 3 ページ: 427-435
  • DOI: 10.1253/circj.CJ-19-0650
  • NAID: 130007801766
  • ISSN: 1346-9843, 1347-4820
  • 年月日: 2020-02-25
  • 査読あり
• [雑誌論文] Combination of Exercise Training and SOD Mimetic Tempol Enhances Upregulation of Nitric Oxide Synthase in the Kidney of Spontaneously Hypertensive Rats (2020)
  • 著者名/発表者名: Cao P, Ito O, Ito D, Rong R, Yang Z, Kohzuki M
  • 雑誌名: International Journal of Hypertension 巻: 2020 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1155/2020/2142740
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Osteosarcopenic Obesity Associated with Poor Physical Performance in the Elderly Chinese Community (2020)
  • 著者名/発表者名: Ma Yixuan、Zhang Wen、Han Peipei、Kohzuki Masahiro、Guo Qi
  • 雑誌名: Clinical Interventions in Aging 巻: Volume 15 ページ: 1343-1352
  • DOI: 10.2147/cia.s257739
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Dysphagia worsens short-term outcomes in patients with acute exacerbation of heart failure (2020)
  • 著者名/発表者名: Yokota Junichi、Ogawa Yoshiko、Takahashi Yoshimi、Yamaguchi Nobuhiro、Onoue Noriko、Shinozaki Tsuyoshi、Kohzuki Masahiro
  • 雑誌名: Heart and Vessels 巻: 35 号: 10 ページ: 1429-1438
  • DOI: 10.1007/s00380-020-01617-w
  • 査読あり
• [雑誌論文] High Salt Intake-Increased (Pro)renin Receptor Expression Is Exaggerated in the Kidney of Dahl Salt-Sensitive Rats (2020)
  • 著者名/発表者名: Yamakoshi Seiko、Ito Osamu、Rong Rong、Ohsaki Yusuke、Nakamura Takahiro、Hirose Takuo、Takahashi Kazuhiro、Mori Takefumi、Totsune Kazuhito、Kohzuki Masahiro
  • 雑誌名: Hypertension 巻: 75 号: 6 ページ: 1447-1454
  • DOI: 10.1161/hypertensionaha.119.13905
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exercise training delays renal disorders with decreasing oxidative stress and increasing production of 20-hydroxyeicosatetraenoic acid in Dahl salt-sensitive rats (2020)
  • 著者名/発表者名: Ogawa Yoshiko、Takahashi Junta、Sakuyama Akihiro、Xu Lusi、Miura Takahiro、Muroya Yoshikazu、Ito Daisuke、Kohzuki Masahiro、Ito Osamu
  • 雑誌名: Journal of Hypertension 巻: 38 号: 7 ページ: 1-1
  • DOI: 10.1097/hjh.0000000000002409
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Impact of frailty and mild cognitive impairment on delirium after cardiac surgery in older patients (2020)
  • 著者名/発表者名: Itagaki Atsunori、Sakurada Koji、Matsuhama Minoru、Yajima Junji、Yamashita Takeshi、Kohzuki Masahiro
  • 雑誌名: Journal of Cardiology 巻: 76 号: 2 ページ: 147-153
  • DOI: 10.1016/j.jjcc.2020.02.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chronic exercise provides renal-protective effects with upregulation of fatty acid oxidation in the kidney of high fructose-fed rats (2020)
  • 著者名/発表者名: Hu Gaizun、Xu Lusi、Ma Yixuan、Kohzuki Masahiro、Ito Osamu
  • 雑誌名: American Journal of Physiology-Renal Physiology 巻: 318 号: 3 ページ: F826-F834
  • DOI: 10.1152/ajprenal.00444.2019
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Renal rehabilitation and Japanese Society of Renal Rehabilitation (2022)
  • 著者名/発表者名: Kohzuki M.
  • 学会等名: The 2nd Scientific Meeting of International Society of Renal Rehabilitation
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 腎臓リハビリテーションUP TO DATE (2022)
  • 著者名/発表者名: 上月正博
  • 学会等名: 日本腎不全看護学会第16回トピックス研修講演
  • 招待講演
• [学会発表] 慢性腎臓病 (2022)
  • 著者名/発表者名: 上月正博
  • 学会等名: 日本医師会認定健康スポーツ医制度再研修会
  • 招待講演
• [学会発表] 内部障害リハビリテーション医学・医療のトピックス (2022)
  • 著者名/発表者名: 上月正博
  • 学会等名: 第59回日本リハビリテーション医学会学術集会
  • 招待講演
• [学会発表] 腎臓リハビリテーション：「運動制限」から「運動推奨」までの道程 (2022)
  • 著者名/発表者名: 上月正博
  • 学会等名: 第72回日本体質医学会総会
  • 招待講演
• [学会発表] 内部障害・重複障害リハビリテーション医学・医療：最新情報と未来に向けて (2022)
  • 著者名/発表者名: 上月正博
  • 学会等名: 第6回日本リハビリテーション医学会秋季学術集
  • 招待講演
• [学会発表] Renal rehabilitation and Japanese Society of Renal Rehabilitation (2021)
  • 著者名/発表者名: Kohzuki M.
  • 学会等名: The 1st Scientific Meeting of International Society of Renal Rehabilitation
  • 招待講演
• [図書] 上月式 名医が教える腎機能のための食品成分BOOK (2023)
  • 著者名/発表者名: 上月 正博
  • 総ページ数: 160
  • 出版者: 日本文芸社
  • ISBN: 4537221003
• [図書] 東北大学病院式 腎機能を自力で強くする食事と運動 (2023)
  • 著者名/発表者名: 上月正博
  • 総ページ数: 256
  • 出版者: 永岡書店
  • ISBN: 4522440723
• [図書] 脳心血管病 予防と治療戦略 (2023)
  • 著者名/発表者名: 上月正博
  • 総ページ数: 78
  • 出版者: 全日本病院出版会
  • ISBN: 4865194878
• [図書] 不整脈・心房細動 自分で治す最強事典 (2023)
  • 著者名/発表者名: 上月正博、山下武志、村松俊裕、尾山純一、櫻田 香、桑原武志、古川哲史
  • 総ページ数: 216
  • 出版者: マキノ出版
  • ISBN: 4837614558
• [図書] 運動を頑張らなくても腎機能がみるみる強まる食べ方大全 (2022)
  • 著者名/発表者名: 上月正博
  • 総ページ数: 160
  • 出版者: 文響社
  • ISBN: 4866515465
• [図書] 腎機能が改善する！ 東北大学病院式 腎臓いきいき体操 (2022)
  • 著者名/発表者名: 上月正博
  • 総ページ数: 64
  • 出版者: 永岡書店
  • ISBN: 4522444192
• [図書] 眠れなくなるほど面白い 図解 腎臓の話 (2022)
  • 著者名/発表者名: 上月正博
  • 総ページ数: 128
  • 出版者: 日本文芸社
  • ISBN: 453722052X
• [図書] 心臓を長持ちさせる 東北大式ゆる筋トレ (2022)
  • 著者名/発表者名: 上月正博
  • 総ページ数: 160
  • 出版者: マキノ出版
  • ISBN: 4837614442
• [図書] 日常診療に取り入れよう！ 継続できる内科疾患のリハビリ・運動療法【電子版付】 (2022)
  • 著者名/発表者名: 上月正博
  • 総ページ数: 184
  • 出版者: 日本医事新報社
  • ISBN: 4784966781
• [図書] 血管をよみがえらせる 長生き体操 (2021)
  • 著者名/発表者名: 上月 正博
  • 総ページ数: 152
  • 出版者: マキノ出版
  • ISBN: 9784837613909
• [図書] 食べてやせる！若返る！病気を防ぐ！たんぱく質・プロテイン医学部教授が教える最高のとり方大全 (2021)
  • 著者名/発表者名: 上月正博
  • 総ページ数: 168
  • 出版者: 文響社
  • ISBN: 9784866514246
• [図書] 腎機能 自力で強化！ 腎臓の名医が教える最新１分体操大全 (2021)
  • 著者名/発表者名: 上月正博
  • 総ページ数: 152
  • 出版者: 文響社
  • ISBN: 9784866513508