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予防的運動介入がグリア細胞分極や神経生存と行動学的評価に与える影響の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20J14080
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
審査区分 小区分59010:リハビリテーション科学関連
研究機関鹿児島大学

研究代表者

中西 和毅  鹿児島大学, 医学部, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2021年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2020年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
キーワード加齢 / 認知機能 / 予防的運動介入 / 障害性グリア細胞 / リハビリテーション
研究開始時の研究の概要

軽度認知機能低下に関する介入研究が多く報告されているが、運動が認知機能低下軽減・予防に及ぼすメカニズムについては不明のままである。本研究の目的は認知機能低下発症前に運動介入を行い、グリア細胞の活性化が及ぼす酸化ストレスや炎症性サイトカイン発現増加、血管新生、神経新生、神経栄養因子発現低下、アポトーシス等の脳内反応を観察し、自発的な身体活動、運動機能、認知機能から多面的に検討することである。

研究実績の概要

本研究課題において、我々は、加齢による認知機能低下に対し、低強度のバランス・協調運動(Rota-Rodトレッドミル運動)の予防効果とそのメカニズムについて検討した。認知症モデル動物として老化促進マウス(SAMP8)を用いて、ミクログリア(Iba-1)、アストロサイト(GFAP)の発現動態と役割、一酸化窒素合成酵素(NOS)アイソフォーム、神経栄養因子(BDNF)、炎症性サイトカイン(TNF-α)の発現に着目した結果、認知症発症前(7か月齢)からのRota-Rodトレッドミル運動は、認知症発症時(9か月齢)におけるミクログリア、アストロサイトの発現を抑制し、グリア細胞の過剰活性により惹起されたiNOS、nNOS、TNF-αの発現を減少し、海馬CA3領域でBDNF発現が増加することが示唆された。さらに興味深いことにRota-Rodトレッドミル運動は障害性アストロサイトのマーカーであるC3補体タンパクの発現を減少することを明らかとした。
当該年度は、予防的運動介入を臨床応用すべく、Rota-Rodトレッドミル運動をいつから、どれくらいの期間実施することが、最も高い認知症予防効果を示すのか、また細胞内応答が異なるのかについて検討した。具体的には、3か月齢から9か月齢までを2か月周期で早期(3-5か月齢)、中期(5-7か月齢)、後期(7-9か月齢)と区分し、SAMP8を長期運動群(3-9か月齢まで運動介入)、早期(3-5か月齢)運動介入群、中期(5-7か月齢)運動介入群を設定し、運動介入を行い、行動学的評価、組織学的、生化学的検討を実施した。その結果、長期運動介入群では非運動群と比較して、グリア細胞の過剰活性が抑制され、BDNF発現が有意に増加した。また、運動の持続効果については早期運動介入群、中期運動介入群では、運動終了後の時間依存的に予防効果が減少することが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] E8002 Reduces Adhesion Formation and Improves Joint Mobility in a Rat Model of Knee Arthrofibrosis2022

    • 著者名/発表者名
      Takada Seiya、Setoyama Kentaro、Norimatsu Kosuke、Otsuka Shotaro、Nakanishi Kazuki、Tani Akira、Nakakogawa Tomomi、Matsuzaki Ryoma、Matsuoka Teruki、Sakakima Harutoshi、Tancharoen Salunya、Maruyama Ikuro、Tanaka Eiichiro、Kikuchi Kiyoshi、Uchikado Hisaaki
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 23 号: 3 ページ: 1239-1239

    • DOI

      10.3390/ijms23031239

    • 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] Effects of detraining on preconditioning exercise-induced neuroprotective potential after ischemic stroke in rats2021

    • 著者名/発表者名
      Otsuka Shotaro、Sakakima Harutoshi、Tani Akira、Nakanishi Kazuki、Takada Seiya、Norimatsu Kosuke、Maejima Hiroshi、Maruyama Ikuro
    • 雑誌名

      Brain Structure and Function

      巻: 226 号: 7 ページ: 2169-2180

    • DOI

      10.1007/s00429-021-02317-5

    • 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] Preconditioning Exercise in Rats Attenuates Early Brain Injury Resulting from Subarachnoid Hemorrhage by Reducing Oxidative Stress, Inflammation, and Neuronal Apoptosis2021

    • 著者名/発表者名
      Otsuka Shotaro、Setoyama Kentaro、Takada Seiya、Nakanishi Kazuki、Terashi Takuto、Norimatsu Kosuke、Tani Akira、Sakakima Harutoshi、Maruyama Ikuro、Tancharoen Salunya、Tanaka Eiichiro、Kikuchi Kiyoshi
    • 雑誌名

      Molecular Neurobiology

      巻: 58 号: 11 ページ: 5602-5617

    • DOI

      10.1007/s12035-021-02506-7

    • 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] Effect of low-intensity motor balance and coordination exercise on cognitive functions, hippocampal Aβ deposition, neuronal loss, neuroinflammation, and oxidative stress in a mouse model of Alzheimer's disease2021

    • 著者名/発表者名
      Nakanishi Kazuki、Sakakima Harutoshi、Norimatsu Kosuke、Otsuka Shotaro、Takada Seiya、Tani Akira、Kikuchi Kiyoshi
    • 雑誌名

      Experimental Neurology

      巻: 337 ページ: 113590-113590

    • DOI

      10.1016/j.expneurol.2020.113590

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 腰椎前外側椎体間固定術(OLIF)と後方椎体固定術を併用した腰椎変性側弯症患者の術後理学療法2022

    • 著者名/発表者名
      中西 和毅, 中村 壮志, 小林 明日香, 松野 竜工, 下村 珠美, 宮崎 雅司, 田邊 史, 山畑 仁志, 榊間 春利, 井尻 幸成
    • 学会等名
      第35回鹿児島県理学療法士学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Effects of low-intensity balance and coordination exercise on cognitive function, hippocampal Aβ deposition, neuronal loss, neuroinflammation, and oxidative stress in SAMP82021

    • 著者名/発表者名
      Nakanishi K, Norimatsu K, Otsuka S, Takada S, Tani A, Sakakima H
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 老化促進マウスにおける関節軟骨変性に及ぼす種々のメカニカルストレスの影響について2021

    • 著者名/発表者名
      則松 貢輔, 中西 和毅, 谷 明, 松岡 輝樹, 松崎 凌真, 中小川 智美, 大塚 章太郎, 高田 聖也, 榊間 春利
    • 学会等名
      第19回コ・メディカル形態機能学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 鹿児島大学大学院保健学研究科神経・運動器リハビリテーション研究室ホームページ

    • URL

      http://www.kgsmkisoken.com/index.html

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2020-07-07   更新日: 2024-03-26  

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