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運動骨格筋内微小環境と免疫代謝制御に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 20H04118
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59040:栄養学および健康科学関連
研究機関東北大学

研究代表者

神崎 展  東北大学, 医工学研究科, 教授 (10272262)

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 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2021年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2020年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
キーワード運動 / 骨格筋 / マイオカイン / 運動免疫 / 糖代謝 / GLUT4 / 免疫 / 代謝 / GLUT4 / 筋肉 / 好中球
研究開始時の研究の概要

本研究では、最近我々が見出した筋組織内にて運動により一過性に形成される好中球が集積する微小環境(運動筋ニッチ)における異細胞種間の相互的機能連携のシステム制御機構について、マウスの各種運動モデルと生体筋イメージング解析を中核に据えた一連の研究を推進する。特に、この運動筋内の微小領域に動員された好中球と、その局所での良性の免疫代謝調節機構の解明を通して、運動免疫学の新規概念として「運動筋ニッチ」の生理的重要性を確立することを最終目的としている。さらに、運動筋ニッチを経験した運動賦活型免疫細胞が全身を再循環しながら他臓器の免疫代謝機能制御(運動効果の伝搬)にも関与する可能性を検討する

研究成果の概要

本研究課題では、筋組織内にて運動により一過性に形成される好中球が集積する微小環境(運動筋ニッチ)における異細胞種間の相互的機能連携のシステム制御機構を明らかにすることを目的とした。その結果、咬筋運動モデルでは筋運動依存性の好中球動員にフラクタルカインシグナル系が関与し、走行運動モデルではフラクタルカイン系に加えCXCケモカイン類シグナル系の両経路の活性化が不可欠であった。さらに運動筋ニッチは「運動免疫ネットワーク制御の起点」として、当該骨格筋の機能(糖取込と抗疲労作用)を高めるのみならず、内分泌的作用をもつマイオカインの分泌調節を介して全身性の運動効果伝搬にも深く関与していることが考えられた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

運動免疫学の新概念として運動筋ニッチの生理的重要性を確認した。この運動筋ニッチは、運動依存性に惹起される異種多細胞間での相互的機能連携の場であり、その都度異なる運動強度・様式にも最適な生物応答を導き出すための統合システム制御の基点として重要な役割を担っている。本研究では急性期の運動応答性に焦点をあてたが、短期・中長期さらには加齢といった時間軸に沿った運動筋ニッチの変容は筋可塑性の作動原理となる。健全な運動効果発現のみならず、加齢や疾患に起因したそのシステム不全は筋機能、ひいては身体運動機能の弱体化を招く。運動筋ニッチ概念に基づく包括的な筋運動研究は超高齢化社会にある現代社会の吃緊の課題である。

報告書

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

    (34件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (21件) (うち国際共著 4件、 査読あり 17件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 備考 (5件)

  • [雑誌論文] Effects of CX3CR1 and CXCR2 antagonists on running-dependent intramuscular neutrophil recruitments and myokine upregulation2023

    • 著者名/発表者名
      Nyasha MR, Chen W, Wang H, Yaoita F, Aoki M, Nagatomi R, Kanzaki M.
    • 雑誌名

      Am J Physiol Endocrinol Metab.

      巻: 324 号: 5 ページ: E375-E389

    • DOI

      10.1152/ajpendo.00196.2022

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Undaria pinnatifida (Wakame) Intake Ameliorates High-Fat Diet-Induced Glucose Intolerance via Promoting GLUT4 Expression and Membrane Translocation in Muscle2023

    • 著者名/発表者名
      Imai Motoki、Kawakami Fumitaka、Chiba Mutsumi、Kanzaki Makoto、Maruyama Hiroko
    • 雑誌名

      Journal of Nutrition and Metabolism

      巻: 2023 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1155/2023/9774157

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Protocol for preparing sensor molecules and analyzing heterotypic endomembrane fusion in insulin-responsive cells using live-cell imaging2022

    • 著者名/発表者名
      Hatakeyama H, Kanzaki M.
    • 雑誌名

      STAR Protoc.

      巻: 3 号: 4 ページ: 101726-101726

    • DOI

      10.1016/j.xpro.2022.101726

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] RSPO3 is a novel contraction-inducible factor identified in an "in vitro exercise model" using primary human myotubes2022

    • 著者名/発表者名
      Takahashi T, Li Y, Chen W, Nyasha MR, Ogawa K, Suzuki K, Koide M, Hagiwara Y, Itoi E, Aizawa T, Tsuchiya M, Suzuki N, Aoki M, Kanzaki M.
    • 雑誌名

      Sci Rep.

      巻: 12 号: 1 ページ: 14291-14291

    • DOI

      10.1038/s41598-022-18190-z

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Three live-imaging techniques for comprehensively understanding the initial trigger for insulin-responsive intracellular GLUT4 trafficking2022

    • 著者名/発表者名
      Hatakeyama H, Kobayashi K, Kanzaki M
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 25 号: 4 ページ: 104164-104164

    • DOI

      10.1016/j.isci.2022.104164

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of habitual chewing on gut motility via microbiota transition2022

    • 著者名/発表者名
      Yaoita Fukie、Watanabe Keita、Kimura Ikuo、Miyazawa Masayuki、Tsuchiya Shinobu、Kanzaki Makoto、Tsuchiya Masahiro、Tan-No Koichi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 13819-13819

    • DOI

      10.1038/s41598-022-18095-x

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] リソソーム酵素群の選別輸送に不可欠なニュープレーヤーLYSETの発見2022

    • 著者名/発表者名
      神﨑 展
    • 巻
      41(1)
    • ページ
      60
    • DOI

      10.18958/7173-00004-0000353-00

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Tissue accumulation of neutrophil extracellular traps mediates muscle hyperalgesia in a mouse model2022

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Kazuaki、Tsuchiya Masahiro、Yoshida Shinichirou、Ogawa Kazumi、Chen Weijian、Kanzaki Makoto、Takahashi Tadahisa、Fujita Ryo、Li Yuqing、Yabe Yutaka、Aizawa Toshimi、Hagiwara Yoshihiro
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-022-07916-8

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Feeder-supported in vitro exercise model using human satellite cells from patients with sporadic inclusion body myositis2022

    • 著者名/発表者名
      Li Yuqing、Chen Weijian、Ogawa Kazumi, ...Suzuki Naoki、Aoki Masashi、Kanzaki Makoto
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-022-05029-w

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] プチ断食ダイエットとアンチエイジング効果2022

    • 著者名/発表者名
      神﨑 展
    • 巻
      40(1)
    • ページ
      59
    • DOI

      10.18958/6941-00004-0000014-00

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] 好中球が骨格筋の糖代謝および運動能力におよぼす作用ー免疫機能との連関-2022

    • 著者名/発表者名
      神﨑 展
    • 雑誌名

      実験医学・増刊号・「健康寿命の鍵を握る骨格筋(藤井宣晴編集)

      巻: 40(2) ページ: 200-208

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Blood glucose-lowering effect of water and ethanolic extracts of Gynura procumbens (Lour.) Merr2021

    • 著者名/発表者名
      Aung Cho L.、Kawakami Fumitaka、Imai Motoki、Lwin Thet‐Thet、Kanzaki Makoto、Mar Ohn、Phyu Khin P.、Thwin Mya M.、Maruyama Hiroko
    • 雑誌名

      Traditional and Kampo Medicine

      巻: 8 号: 2 ページ: 138-147

    • DOI

      10.1002/tkm2.1277

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Skeletal muscle-specific Keap1 disruption modulates fatty acid utilization and enhances exercise capacity in female mice.2021

    • 著者名/発表者名
      Onoki T, Izumi Y, Takahashi M, Murakami S, Matsumaru D, Ohta N, Wati SM, Hatanaka N, Katsuoka F, Okutsu M, Yabe Y, Hagiwara Y, Kanzaki M, Bamba T, Itoi E, Motohashi H*.
    • 雑誌名

      Redox Biol.

      巻: 43 ページ: 101966-101966

    • DOI

      10.1016/j.redox.2021.101966

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] COVID-19 重篤化の決定的リスクファクター2021

    • 著者名/発表者名
      神﨑 展
    • 雑誌名

      2021 実験医学1月号

      巻: 39(1) ページ: 57-58

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] LRRK2 Inhibition Ameliorates Dexamethasone-Induced Glucose Intolerance <i>via</i> Prevents Impairment in GLUT4 Membrane Translocation in Adipocytes2020

    • 著者名/発表者名
      Motoki Imai, Fumitaka Kawakami, Makoto Kubo, Makoto Kanzaki, Hiroko Maruyama, Rei Kawashima, Tatsunori Maekawa, Yoshifumi Kurosaki, Fumiaki Kojima, Takafumi Ichikawa.
    • 雑誌名

      Biological & Pharmaceutical Bulletin

      巻: 43 号: 11 ページ: 1660-1668

    • DOI

      10.1248/bpb.b20-00377

    • NAID

      130007934043

    • ISSN
      0918-6158, 1347-5215
    • 年月日
      2020-11-01
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Imaging of muscle activity‐induced morphometric changes in fibril network of myofascia by two‐photon microscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Chaweewannakorn Chayanit、Harada Takashi、Nyasha Mazvita R.、Koide Masashi、Shikama Yosuke、Hagiwara Yoshihiro、Sasaki Keiichi、Kanzaki Makoto、Tsuchiya Masahiro
    • 雑誌名

      Journal of Anatomy

      巻: 238 号: 3 ページ: 515-526

    • DOI

      10.1111/joa.13339

    • 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] Mitochondrial dysfunction underlying sporadic inclusion body myositis is ameliorated by the mitochondrial homing drug MA-52020

    • 著者名/発表者名
      Oikawa Yoshitsugu、Izumi Rumiko、Koide Masashi、、、Aoki Masashi、Kure Shigeo、Abe Takaaki
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 15 号: 12 ページ: e0231064-e0231064

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0231064

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Continuous release of O2/ONOO in plasma‐exposed HEPES‐buffered saline promotes TRP channel‐mediated uptake of a large cation2020

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Shota、Zheng Yuexing、Mokudai Takayuki、Kanetaka Hiroyasu、Tachikawa Masanori、Kanzaki Makoto、Kaneko Toshiro
    • 雑誌名

      Plasma Processes and Polymers

      巻: 17 号: 10 ページ: 1900257-1900257

    • DOI

      10.1002/ppap.201900257

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of optical resolution photoacoustic microscopy with sub-micron lateral resolution for visualization of cells and their structures2020

    • 著者名/発表者名
      Shintate Ryo、Morino Taisuke、Kawaguchi Kota、Nagaoka Ryo、Kobayashi Kazuto、Kanzaki Makoto、Saijo Yoshifumi
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 59 号: SK ページ: SKKE11-SKKE11

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ab840e

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] TRPA1 and TRPV1 channels participate in atmospheric-pressure plasma-induced [Ca2+]i response2020

    • 著者名/発表者名
      M. Kawase,W. Chen,K. Kawaguchi,M. R. Nyasha,S. Sasaki,H. Hatakeyama,T. Kaneko,and M. Kanzaki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-020-66510-y

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Characterization of middle-molecule introduction into cells using mm-scale discharge in saline2020

    • 著者名/発表者名
      R. Honda, S. Sasaki, K. Takashima, M. Kanzaki, T. Sato, and T. Kaneko
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 59 号: 4 ページ: 040904-040904

    • DOI

      10.35848/1347-4065/ab7d7e

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 肥満・2型糖尿病に対するプラズマ医療の可能性2023

    • 著者名/発表者名
      神﨑 展
    • 学会等名
      東北プラズマフォーラム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 運動できる“培養”筋細胞系をもちいた基盤研究と新展開2023

    • 著者名/発表者名
      神﨑 展
    • 学会等名
      国際生命科学研究機構(ILSI)シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 運動骨格筋内微小環境(運動筋ニッチ)と運動免疫におけるその重要性2022

    • 著者名/発表者名
      神﨑 展
    • 学会等名
      第77回日本体力医学会大会・シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Investigations into Physiological Roles of CEFIP, a Novel Contraction-inducible Factor using Knockout Mice; a Gnawing Model Study2022

    • 著者名/発表者名
      Mazvita R. Nyasha, Maya Onodera, Weijian Chen, Makoto Kanzaki
    • 学会等名
      The 17th International Workshop on Biomaterials in Interface Science
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Effect of non-equilibrium atmospheric pressure plasma (APP) on adipocyte browning via modulations of TRPV1 and TRPA1 channels.2022

    • 著者名/発表者名
      Weijian Chen, Nyasha M Ruvarashe, Sara Fujii, Yuki Shirakawa, Shota Sasaki, Toshiro Kaneko, Makoto Kanzaki
    • 学会等名
      ICRP-11, 11th International Conference on Reactive Plasmas.
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 筋・筋膜痛における好中球細胞外トラップの関与2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木 一瑛 , 土谷 昌広 , 神崎 展 , 吉田 新一郎 , 綿貫 宗則 , 矢部 裕 , 藤田 涼 , 高橋 忠久 , 萩原 嘉廣 , 井樋 栄二 , 相澤 俊峰
    • 学会等名
      日本整形外科学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ヒト収縮型培養筋細胞系で見出した新規マイオカインRspo3の作用機序2021

    • 著者名/発表者名
      高橋 忠久, 萩原 嘉廣, 神崎 展, 土谷 昌広, 小出 将志, 関口 拓矢, 小川 和美, 李 雨晴, 井樋 栄二, 相澤 俊峰
    • 学会等名
      日本整形外科学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] GLUT4細胞膜移行を制御するインスリン初期作用過程の高精度可視化解析2020

    • 著者名/発表者名
      神﨑 展 , 畠山 裕康
    • 学会等名
      日本糖尿病学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] elsevierpure: Makoto Kanzaki

    • URL

      https://tohoku.pure.elsevier.com/en/persons/makoto-kanzaki

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] researchgate:Makoto Kanzaki

    • URL

      https://www.researchgate.net/profile/Makoto_Kanzaki/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 神﨑研HP

    • URL

      http://www.ecei.tohoku.ac.jp/kanzaki/index.html

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [備考] Elsevier Pure

    • URL

      https://tohoku.pure.elsevier.com/en/persons/makoto-kanzaki

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [備考] Scopus

    • URL

      https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=7006880707

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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