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老化と関連疾患における免疫恒常性維持に対する分子状水素の作用とその分子機構解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H04136
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
研究機関地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所)

研究代表者

大澤 郁朗  地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究副部長 (30343586)

研究分担者 藤田 泰典  地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究員 (30515888)
池谷 真澄  地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究員 (60644359)
伊藤 雅史  地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究員 (80393114)
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
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2022年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
キーワード水素分子 / 酸化ストレス / 炎症 / 動物モデル / 脳細胞死 / 腸管免疫系 / 大動脈解離 / リン脂質 / 分子状水素 / 培養細胞 / リピドーム / メタボローム / 水素ガス / 老化 / ミトコンドリア / 免疫恒常性 / 水素吸入療法 / 臨床研究 / 疾患動物モデル / 細胞応答 / 水素 / エンドソーム / 水素ガス吸引療法
研究開始時の研究の概要

本研究は、水素分子による細胞ストレス防御機構と免疫恒常性維持のメカニズムを分子レベルと個体レベルで明らかにし、水素分子の効果的利用による健康長寿の促進を目指す。培養細胞での水素分子添加による脂質変動を網羅的に解析し、生体膜や細胞内輸送およびオルガネラの機能変化との関連を明らかにする。個体レベルでは水素分子が作用する臓器と細胞を示し、免疫恒常性維持に関与する細胞内外のシグナル分子を明らかする。さらに疾患応用に向けて高齢者の非感染性炎症の緩和を目指した水素ガス療法の臨床研究を進める。

研究成果の概要

神経芽細胞を水素存在下で培養すると一過的に特定のリン脂質が増加し、エネルギー代謝経路が広く抑制された。同時に上昇する酸化ストレスが細胞の適応応答を惹起すると考えられる。水素ガス吸入は、麻酔ガス吸入による幼若マウス脳での神経幹細胞死を抑制した。c-Junの活性化が阻害された。大腸炎モデルマウスに水素水を数日単回投与するだけで病態が緩和され、小腸パイエル板の制御性T細胞減少が抑制された。さらに食物抗原の樹状細胞への提示も抑制したことから、水素水は腸管免疫系の恒常性維持に寄与していると考えられる。臨床研究では、既に数名の急性大動脈解離患者について水素ガス吸引療法の安全性試験を完了した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

水素分子による一過的な脂質変化が細胞に軽度ストレスを生じさせ適応応答を引き起こすことが、水素ガス吸入により炎症が抑制される分子機序の一端であり、臨床での水素ガス吸入療法へとつながる。また、動物モデルで水素水を単回摂取させると小腸で腸管免疫系の恒常性につながる変化が生じた。すでに知られている水素水の多様な疾患抑制効果や抗疲労効果についての機序を解明する重要な発見である。

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

    (44件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (15件) (うち査読あり 15件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (27件) (うち国際学会 1件、 招待講演 4件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] H<sub>2</sub>-induced transient upregulation of phospholipids with suppression of energy metabolism2023

    • 著者名/発表者名
      Ohsawa Ikuroh、Iketani Masumi、Sakane Iwao、Fujita Yasunori、Ito Masafumi
    • 雑誌名

      Medical Gas Research

      巻: 13 号: 3 ページ: 133-133

    • DOI

      10.4103/2045-9912.344973

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Temporal changes in mitochondrial function and reactive oxygen species generation during the development of replicative senescence in human fibroblasts2022

    • 著者名/発表者名
      Fujita Yasunori、Iketani Masumi、Ito Masafumi、Ohsawa Ikuroh
    • 雑誌名

      Experimental Gerontology

      巻: 165 ページ: 111866-111866

    • DOI

      10.1016/j.exger.2022.111866

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Drinking hydrogen water improves photoreceptor structure and function in retinal degeneration 6 mice2022

    • 著者名/発表者名
      Igarashi Tsutomu、Ohsawa Ikuroh、Kobayashi Maika、Miyazaki Kai、Igarashi Toru、Kameya Shuhei、Shiozawa Asaka Lee、Ikeda Yasuhiro、Miyagawa Yoshitaka、Sakai Mashito、Okada Takashi、Sakane Iwao、Takahashi Hiroshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 13610-13610

    • DOI

      10.1038/s41598-022-17903-8

    • 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] Effects of proton pumping on the structural rigidity of cristae in mitochondria2022

    • 著者名/発表者名
      Yoneda Mayu、Aklima Jannatul、Ohsawa Ikuroh、Ohta Yoshihiro
    • 雑誌名

      Archives of Biochemistry and Biophysics

      巻: 720 ページ: 109172-109172

    • DOI

      10.1016/j.abb.2022.109172

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gene therapy of prostate cancer using liposomes containing perforin expression vector driven by the promoter of prostate-specific antigen gene2022

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Mizutani, Kyojiro Kawakami, Yasunori Fujita, Taku Kato, Manabu Takai, Daiki Kato, Koji Iinuma, Takuya Koie, Masafumi Ito
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 1442-1442

    • DOI

      10.1038/s41598-021-03324-6

    • 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] Muscle fiber type specific alterations of mitochondrial respiratory function and morphology in aged female mice2021

    • 著者名/発表者名
      Fukunaga Taichi、Mori Shuuichi、Omura Takuya、Noda Yoshihiro、Fujita Yasunori、Ohsawa Ikuroh、Shigemoto Kazuhiro
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 540 ページ: 116-122

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.11.071

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diagnostic potential of serum extracellular vesicles expressing prostate-specific membrane antigen in urologic malignancies.2021

    • 著者名/発表者名
      Kawakami, K. Fujita, Y. Kato, T. Horie, K. Koie, T. Umezawa, K. Tsumoto, H. Miura, Y. Katagiri, Y. Miyazaki, T. Ohsawa, I. Mizutani, K. Ito, M.
    • 雑誌名

      Sci Rep

      巻: 11 号: 1 ページ: 15000-15000

    • DOI

      10.1038/s41598-021-94603-9

    • 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] The effects of inhaling hydrogen gas on macrophage polarization, fibrosis, and lung function in mice with bleomycin-induced lung injury2021

    • 著者名/発表者名
      Aokage Toshiyuki、Seya Mizuki、Hirayama Takahiro、Nojima Tsuyoshi、Iketani Masumi、Ishikawa Michiko、Terasaki Yasuhiro、Taniguchi Akihiko、Miyahara Nobuaki、Nakao Atsunori、Ohsawa Ikuroh、Naito Hiromichi
    • 雑誌名

      BMC Pulmonary Medicine

      巻: 21 号: 1 ページ: 339-339

    • DOI

      10.1186/s12890-021-01712-2

    • NAID

      120007170516

    • 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] Proteomic analysis of extracellular vesicles identified PI3K pathway as a potential therapeutic target for cabazitaxel‐resistant prostate cancer2021

    • 著者名/発表者名
      Hishida Seiji、Kawakami Kyojiro、Fujita Yasunori、Kato Taku、Takai Manabu、Iinuma Koji、Nakane Keita、Tsuchiya Tomohiro、Koie Takuya、Miura Yuri、Ito Masafumi、Mizutani Kosuke
    • 雑誌名

      The Prostate

      巻: 81 号: 9 ページ: 592-602

    • DOI

      10.1002/pros.24138

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Profiling of Serum Extracellular Vesicles Reveals miRNA-4525 as a Potential Biomarker for Advanced Renal Cell Carcinoma2021

    • 著者名/発表者名
      MURAMATSU-MAEKAWA YUKA、KAWAKAMI KYOJIRO、FUJITA YASUNORI、TAKAI MANABU、KATO DAIKI、NAKANE KEITA、KATO TAKU、TSUCHIYA TOMOHIRO、KOIE TAKUYA、MIURA YURI、ITO MASAFUMI、MIZUTANI KOSUKE
    • 雑誌名

      Cancer Genomics - Proteomics

      巻: 18 号: 3 ページ: 253-259

    • DOI

      10.21873/cgp.20256

    • 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] Biological Responses to Hydrogen Molecule and its Preventive Effects on Inflammatory Diseases2021

    • 著者名/発表者名
      Ohsawa Ikuroh
    • 雑誌名

      Current Pharmaceutical Design

      巻: 27 号: 5 ページ: 659-666

    • DOI

      10.2174/1381612826666200925123510

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Astaxanthin improves osteopenia caused by aldehyde-stress resulting from Aldh2 mutation due to impaired osteoblastogenesis2020

    • 著者名/発表者名
      Hoshi H, Monoe F, Ohsawa I, Ohta S, Miyamoto T
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun

      巻: 527 号: 1 ページ: 270-275

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.04.013

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrogen promotes the activation of Cu, Zn superoxide dismutase in a rat corneal alkali-burn model2020

    • 著者名/発表者名
      Arima T, Igarashi T, Uchiyama M, Kobayashi M, Ohsawa I, Shimizu A, Takahashi H
    • 雑誌名

      International Journal of Ophthalmology

      巻: 13 号: 8 ページ: 1173-1179

    • DOI

      10.18240/ijo.2020.08.01

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Serum growth differentiation factor 15 level is associated with muscle strength and lower extremity function in older patients with cardiometabolic disease2020

    • 著者名/発表者名
      Oba Kazuhito, Ishikawa Joji, Tamura Yoshiaki, Fujita Yasunori, Ito Masafumi, Iizuka Ai, Fujiwara Yoshinori, Kodera Remi, Toba Ayumi, Toyoshima Kenji, Chiba Yuko, Mori Seijiro, Tanaka Masashi, Ito Hideki, Harada Kazumasa, Araki Atsushi
    • 雑誌名

      Geriatrics &amp; Gerontology International

      巻: 20 号: 10 ページ: 980-987

    • DOI

      10.1111/ggi.14021

    • 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] Mitochondrial stress and GDF15 in the pathophysiology of sepsis2020

    • 著者名/発表者名
      Fujita Yasunori、Ito Masafumi、Ohsawa Ikuroh
    • 雑誌名

      Archives of Biochemistry and Biophysics

      巻: 696 ページ: 108668-108668

    • DOI

      10.1016/j.abb.2020.108668

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Drinking hydrogen water improves photoreceptor structure and function in retinal degeneration 6 mice2023

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Kameya, Tsutomu Igarashi, Ikuroh Ohsawa, Maika Kobayashi, Kai Miyazaki, Toru Igarashi, Asaka Lee Shiozawa, Yasuhiro Ikeda, Yoshitaka Miyagawa, Mashito Sakai, Takashi Okada, Iwao Sakane, Hiroshi Takahashi
    • 学会等名
      The 60th ISCEV symposium
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ミトコンドリア翻訳阻害によるヒト胎児繊維芽細胞の分裂寿命延伸2023

    • 著者名/発表者名
      藤田泰典,池谷真澄,伊藤雅史,大澤郁朗
    • 学会等名
      第21回日本ミトコンドリア学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 水素ガス投与はセボフルランによって誘導される新生仔マウス脳のc-Jun活性化とアポトーシスを抑制する2022

    • 著者名/発表者名
      池谷真澄,羽富舞,藤田泰典,渡辺信博,堀田晴美,伊藤雅史,川口英夫,大澤郁朗
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 高濃度水素水投与による小腸パイエル板での卵白アルブミン取り込み抑制2022

    • 著者名/発表者名
      横山茜,池谷真澄,藤田泰典,伊藤雅史,川口英夫,大澤郁朗
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ヒト胎児線維芽細胞の分裂寿命に対するミトコンドリア呼吸鎖阻害の効果2022

    • 著者名/発表者名
      藤田泰典、池谷真澄、伊藤雅史、大澤郁朗
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 老齢・リポ多糖 (LPS)投与マウスへの水素ガス吸入が肺・肝に与える影響2022

    • 著者名/発表者名
      青景聡之, 池谷真澄, 瀬谷海月, 大澤郁朗, 内藤宏道, 中尾篤典
    • 学会等名
      第50回日本救急医学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 水素ガスはc-Jun抑制を介してセボフルランによる新生仔マウスの脳細胞死を抑制する2022

    • 著者名/発表者名
      池谷真澄、羽富舞、藤田泰典、渡辺信博、堀田晴美、伊藤雅史、川口英夫、大澤郁朗
    • 学会等名
      第11回日本分子状水素医学生物学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 小腸パイエル板での水素水投与による卵白アルブミン取り込み抑制2022

    • 著者名/発表者名
      横山茜、上田優依、濱美里、池谷真澄、藤田泰典、伊藤雅史、川口英夫、大澤郁朗
    • 学会等名
      第11回日本分子状水素医学生物学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 分子状水素医学の過去・現在・未来2022

    • 著者名/発表者名
      大澤郁朗
    • 学会等名
      第11回日本分子状水素医学生物学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Doxycycline extends replicative lifespan in human fibroblast TIG-1.2022

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Fujita, Masumi Iketani, Masasumi Ito, Ikuroh Ohsawa
    • 学会等名
      第45回日本基礎老化学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Optimal concentration of hydrogen gas attenuates sevoflurane-induced brain cell death in juvenile mice2022

    • 著者名/発表者名
      Masumi Iketani, Mai Hatomi, Yasunori Fujita, Nobuhiro Watanabe, Harumi Hotta, Masasumi Ito, Hideo Kawaguchi, Ikuroh Ohsawa.
    • 学会等名
      第45回日本基礎老化学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 分子状水素による老化制御の可能性2022

    • 著者名/発表者名
      大澤郁朗
    • 学会等名
      第30回日本病態生理学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Delayed endosomal transport with lipid compositional change in molecular hydrogen-treated neuroblastoma2021

    • 著者名/発表者名
      池谷真澄、坂根巌、藤田泰典、伊藤雅史、大澤郁朗
    • 学会等名
      第44回日本基礎老化学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Mitochondrial dysfunction is not a key initiator of replicative senescence2021

    • 著者名/発表者名
      藤田泰典、池谷真澄、伊藤雅史、大澤郁朗
    • 学会等名
      第44回日本基礎老化学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Muscle fiber type specific alterations of mitochondrial respiratory function and morphology2021

    • 著者名/発表者名
      重本和宏、福永大地、森秀一、大村卓也、野田義博、藤田泰典、大澤郁朗
    • 学会等名
      第44回日本基礎老化学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 分子状水素の作用機序についての考察2021

    • 著者名/発表者名
      大澤郁朗
    • 学会等名
      第10回日本分子状水素医学生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 分子状水素による一過的なリン脂質増加とエネルギー代謝抑制2021

    • 著者名/発表者名
      池谷真澄、坂根巌、藤田泰典、伊藤雅史、大澤郁朗
    • 学会等名
      第10回日本分子状水素医学生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 加齢マウスにおける筋線維タイプ別のミトコンドリア呼吸機能および形態の変化2021

    • 著者名/発表者名
      重本和宏、福永大地、森秀一、大村卓也、野田義博、藤田泰典、大澤郁朗
    • 学会等名
      第94回日本生化学大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 分子状水素の作用メカニズムを考える2021

    • 著者名/発表者名
      大澤郁朗
    • 学会等名
      日本ビタミン学会第73回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 水素水飲用はDSSによる小腸パイエル板制御性T細胞障害を抑制する2021

    • 著者名/発表者名
      横山茜、小松真希、池谷真澄、藤田泰典、川口英夫、大澤郁朗
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 分子状水素は一過的なリン脂質増加とエネルギー代謝抑制を誘導する2021

    • 著者名/発表者名
      池谷真澄、坂根巌、藤田泰典、伊藤雅史、大澤郁朗
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ミトコンドリア機能障害は複製老化初期プロセスの主要な因子ではない2021

    • 著者名/発表者名
      藤田泰典、池谷真澄、伊藤雅史、大澤郁朗
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Mitochondrial dysfunction is not involved in the initiation of replicative senescence2020

    • 著者名/発表者名
      Yasunori Fujita, Masumi Iketani, Masafumi Ito, and Ikuroh Ohsawa.
    • 学会等名
      第43回日本基礎老化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Effect of drinking hydrogen water on intestional immunity in colitis mouse model2020

    • 著者名/発表者名
      Masaki Komatsu, Masumi Iketani, Yasunori Fujita, Hideo Kawaguchi, Ikuroh Ohsawa
    • 学会等名
      第43回日本基礎老化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Molecular hydrogen administration promotes lipids change and endosomal vesicles increase2020

    • 著者名/発表者名
      Iketani M, Sakane I, Fujita Y, Ito M, Ohsawa I
    • 学会等名
      第43回日本基礎老化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 培養細胞への分子状水素投与はホスファチジルセリン増加を伴いエンドソーム輸送を抑制する2020

    • 著者名/発表者名
      Masumi Iketani, Iwao Sakane, Yasunori Fujita, Masafumi Ito, Ikuroh Ohsawa
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Suppression of DSS-induced Treg activation by drinking of hydrogen-rich water in small intestinal Peyer’s patches2020

    • 著者名/発表者名
      Masaki Komatsu, Masumi Iketani, Yasunori Fujita, Hideo Kawaguchi, Ikuroh Ohsawa
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 生体調節機能研究

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      https://www.tmghig.jp/research/team/roukaseigyo/seitaichousetsukinou/

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      2022 実績報告書 2021 実績報告書
  • [備考] ミトコンドリアと水素の世界

    • URL

      https://www.youtube.com/watch?v=SSInX_pCL_4

    • 関連する報告書
      2021 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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