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新規組織密着型センサーを用いた生体リズムの乱れが惹起する疾患の発症機構解明研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K06745
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分44050:動物生理化学、生理学および行動学関連
研究機関国際医療福祉大学

研究代表者

浜田 俊幸  国際医療福祉大学, 薬学部, 准教授 (20360208)

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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード生体リズム / 体内時計 / 時計遺伝子 / 発光計測 / ルシフェリン / 自由行動 / in vivo / Period1 / 生体リズムの乱れ / 糖尿病 / 睡眠障害 / 乳癌
研究開始時の研究の概要

生体各組織の時計遺伝子発現リズムと生体リズムの乱れが関与する疾患:睡眠障害、糖尿病、癌などの発症の初期段階とどのような関係があるか明らかにする。独自に開発した機器で個体レベルで脳各組織および末梢各組織の時計遺伝子発現リズムを経時的にリアルタイムに計測し、各疾患とどの組織の時計遺伝子発現リズムの関与が強いか明らかにし、疾患発症の極めて初期段階を同定する。将来的には疾患初期段階のマーカー検索の基盤となる研究を行う。

研究成果の概要

体内時計の乱れの指標となる時計遺伝子発現リズムを中枢および末梢複数組織で、組織密着型センサーシステムを用いて発光計測を利用して長期間計測し、生体リズムの乱れから糖尿病の疾患発症を極めて初期段階から同定することに成功した。次に生体リズムの乱れから発症する疾患の発症ステージを、時計遺伝子発現を指標として、非侵襲的かつ簡易的に毛1本から検出することに成功した。さらに地球上の昼夜サイクルに近い明暗条件下で、生体複数組織から長期間リアルタイムに遺伝子発現計測するシステムを構築することに成功した。本研究成果は、現代病の一つである生体リズムの乱れから発症する疾患の発症機構解明の基盤となるものである。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生体リズムの乱れは生体各組織の時計遺伝子発現リズムを長期間計測することで初めて可能になる。これまでの研究では時計遺伝子発現を長期間、生体複数部位から連続計測するには組織を培養して観察する方法しかなく、この方法では生体リズムの乱れ疾患の発症や治療効果を個体レベルで検討することは困難だった。本研究は各組織間の関係を考慮したこれまでに無い新しい方法で生体リズムの乱れを計測し疾患発症機構に解明にチャレンジするものである。本研究は生体リズムが乱れ始める時期に規則正しい生活をすることで疾患発症を抑えることを可能にし生体リズムの乱れを基準とした予防医療分野の構築に貢献できる。

報告書

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

    (41件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 5件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (19件) 図書 (7件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Differences in recovery processes of circadian oscillators in various tissues after sevoflurane treatment in vivo2022

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Yamaguchi, Toshiyuki Hamada, Norio Iijima
    • 雑誌名

      Biochemistry and Biophysics Reports

      巻: 30 ページ: 101258-101258

    • DOI

      10.1016/j.bbrep.2022.101258

    • 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] A real-time measurement system for gene expression rhythms from deep tissues of freely moving mice under light-dark conditions.2022

    • 著者名/発表者名
      Mizuki Nakaya, Miho Wakamatsu, Hinaki Motegi, Ami Tanaka, Kenneth Sutherland, Masayori Ishikawa, Michitaka Ozaki, Hiroki Shirato, Kazuko Hamada, Toshiyuki Hamada.
    • 雑誌名

      Biochem. Biophys. Rep.

      巻: 32 ページ: 101344-101344

    • DOI

      10.1016/j.bbrep.2022.101344

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Stability of D-luciferin for bioluminescence to detect gene expression in freely moving mice for long duration.2021

    • 著者名/発表者名
      Nakajima K, Hamada K, Ito R, Yoshida Y, Sutherland K, Ishikawa M,Ozaki M, Shirato H, Hamada T
    • 雑誌名

      The Journal of Biological and Chemical Luminescence

      巻: 36 ページ: 94-98

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Period1 gene expression in the olfactory bulb and liver of freely moving streptozotocin-treated diabetic mouse2021

    • 著者名/発表者名
      Kanou H, Nagasawa K, Ishi Y, Chishima A, Hayashi J, Haga S, Sutherland K, Ishikawa M, Ozaki M, Shirato H, Hamada K, Hamada T
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 260 ページ: 14-20

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.04.049

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The analysis of Period1 gene expression in vivo and in vitro using a micro PMTsystem2021

    • 著者名/発表者名
      Hamada K, Ishii Y, Yoshida Y, Nakaya M, Sato Y, Kanai M, Kikuchi Y, Yamaguchi T, Iijima N, Sutherland K, Hamada T
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 577 ページ: 64-70

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.08.084

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Stability of D-luciferin for bioluminescence to detect gene expression in freely moving mice for long duration2021

    • 著者名/発表者名
      Nakajima K, Hamada K, Ito R, Yoshida Y, Sutherland K, Ishikawa M,Ozaki M, Shirato H, Hamada T
    • 雑誌名

      The Journal of Biological and Chemical Luminescence

      巻: 38 号: 1 ページ: 94-98

    • DOI

      10.1002/bio.3917

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 時計遺伝子発現の自動定量化技術を用いた体 時計関連疾患発症機構解析 システムの開発2021

    • 著者名/発表者名
      浜田和子, 狩野晴美, 中島かな子, 浜田俊幸
    • 雑誌名

      Medical Science Digest ニューサイエンス社

      巻: Vol.47.No.4 ページ: 43-45

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Double recording system of Period1 gene expression rhythm in the olfactory bulb and liver in freely moving mouse2020

    • 著者名/発表者名
      Hamada K, Oota A, Ito R, Kasahara S,Nakajima K, Kikuchi K, Sutherland K, Ishikawa M,Shirato H, Ozaki M, Hamada T
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 529 号: 4 ページ: 898-903

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.05.224

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Mouse period1 gene expression recording from olfactory bulb under free moving conditions with a portable optic fiber device2020

    • 著者名/発表者名
      Ito R, Hamada K, Kasahara S, Kikuchi Y, Nakajima K, Sutherland K, Shirato H, Ozaki M, Ishikawa M, Hamada T
    • 雑誌名

      The Journal of Biological and Chemical Luminescence

      巻: 35 号: 8 ページ: 1248-1253

    • DOI

      10.1002/bio.3884

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 一個体の自由行動マウスの中枢および末梢深部組織の時計遺伝子Period1 発現の 同時計測システムの確立2020

    • 著者名/発表者名
      浜田俊幸
    • 雑誌名

      未病と老化 博慈会 老人病研究所

      巻: 29 ページ: 94-94

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 生体リズムの乱れる過程を可視化する計測システムの開発2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤遼河, 浜田和子, 浜田俊幸
    • 雑誌名

      「地域ケアリング」・北隆館

      巻: Vol.22, No.11 ページ: 68-71

    • NAID

      40022639447

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 生体リズムの乱れを超高感度で検出する計測システムの開発~疾患発症解明の 応用を目指して~2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤遼河, 浜田和子, 浜田俊幸
    • 雑誌名

      「細胞」・ ニューサイエンス社

      巻: Vol.52, No.10 ページ: 54-57

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 生体リズムの乱れを超高感度で検出する計測システムの開発~疾患発症解明への応用を目指して~2020

    • 著者名/発表者名
      伊藤遼河, 浜田和子, 浜田俊幸
    • 雑誌名

      「アグリバイオ」・北隆館

      巻: Vol.4, No.8 ページ: 79-82

    • NAID

      40022661482

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Visualization of the process extending the period of circadian system by chronic administration of methamphetamine under light-dark conditions2023

    • 著者名/発表者名
      田中杏実, 茂手木ひなき, 福島汐里, 野上将大, 高木美沙, 浜田和子, 浜田俊幸
    • 学会等名
      日本薬学会 第143年会 2023年3月25日~28日
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of anticipatory behavior formation mechanism induced by methamphetamine using a single hair2023

    • 著者名/発表者名
      高木美沙, 茂手木ひなき, 福島汐里, 野上将大, 田中杏実, 浜田和子, 浜田俊幸
    • 学会等名
      日本薬学会 第143年会 2023年3月25日~28日
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 瀬林 雅貴, 茂手木 ひなき, 田中 杏実, 浜田 和子, 浜田 俊幸2023

    • 著者名/発表者名
      瀬林 雅貴, 茂手木 ひなき, 田中 杏実, 浜田 和子, 浜田 俊幸
    • 学会等名
      第147回 日本薬理学会 関東部会 2023年3月21日
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 覚醒剤が生体リズムを乱す機構を毛1本から解析するシステム構築2023

    • 著者名/発表者名
      浅井 啓太朗, 白倉 尚弥, 福島 汐里, 浜田 和子, 浜田 俊幸
    • 学会等名
      第147回 日本薬理学会 関東部会 2023年3月21日
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 覚醒剤が体内時計に作用する過程を可視化する2022

    • 著者名/発表者名
      茂手木ひなき, 福島汐里, 高木美沙, 田中杏実, 野上将大, 山口剛史, 飯島典生, 浜田和子, 浜田俊幸
    • 学会等名
      第29回日本時間生物学会学術大会、宇都宮大学、峰キャンパス 2022年12月3日
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] ヒゲ一本から覚醒剤投与時刻の時間記憶形成機構の解明2022

    • 著者名/発表者名
      福島汐里, 茂手木ひなき, 高木美沙, 田中杏実, 野上将大, 山口剛史, 飯島典生, 浜田和子, 浜田俊幸
    • 学会等名
      第29回日本時間生物学会学術大会、宇都宮大学、峰キャンパス 2022年12月3日
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 生体リズム計測による糖尿病・睡眠覚醒障害の治療法の確立2022

    • 著者名/発表者名
      浜田俊幸, 高木美沙, 田中杏実, 野上将大, 茂手木ひなき, 福島汐里, 浜田和子
    • 学会等名
      第12回 国際医療福祉大学学会学術大会 大川キャンパス 2022年8月31日
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 覚醒剤が体内時計に作用する過程をリアルタイムに可視化する2022

    • 著者名/発表者名
      田中杏実, 高木美沙, 茂手木ひなき, 福島汐里, 野上将大, 浜田和子, 浜田俊幸
    • 学会等名
      第146回 日本薬理学会 関東部会 2022年6月18日
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 時計遺伝子発現を利用した糖尿病の極めて初期段階をとらえる研究2022

    • 著者名/発表者名
      高木美沙, 田中杏実, 茂手木ひなき, 福島汐里, 野上将大, 浜田和子, 浜田俊幸
    • 学会等名
      第146回 日本薬理学会 関東部会 2022年6月18日
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] The analysis of Period1 gene expression in vivo and in vitro using a micro PMT system at the early stage in diabets2022

    • 著者名/発表者名
      Sato R., Kanai M., Wakamatsu M.,  Kanagaki K., Goto Y., Yamaguchi T., Iigima N., Hamada K., Hamada T
    • 学会等名
      The 95th Annual Meeting of the Japanese Pharmacological Society
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 生体内遺伝子発現のリアルタイム可視化技術による糖尿病発症機構の解明2021

    • 著者名/発表者名
      浜田俊幸, 長沢光樹, 石井悠暉, 林珠理, 中屋美月, 吉田幸那, 佐藤良祐, 浜田和子
    • 学会等名
      第11回 国際医療福祉大学学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Per1遺伝子発現を利用した毛1本から糖尿病の極めて初期段階をとらえる研究2021

    • 著者名/発表者名
      後藤慶光, 浜田和子, 金井恩熙,金柿ことみ, 佐藤璃育, 若松実穂, 山口剛史, 飯島典生, 浜田俊幸
    • 学会等名
      第28回時間生物学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ラット脳内の時計群に対する麻酔薬の影響2021

    • 著者名/発表者名
      山口剛史, 浜田俊幸, 飯島典生
    • 学会等名
      第28回時間生物学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 生体リズムが乱れる過程をリアルタイムに解析するシステムの構築 ~病態モデルマウスを用いての検討~2020

    • 著者名/発表者名
      長沢光樹,石井悠暉, 林珠理, 吉田幸那, 狩野晴美, 石川正純, 尾崎倫孝, 浜田和子, 浜田俊幸
    • 学会等名
      第64回日本薬学会 関東支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 時計遺伝子発現定量解析を用いた糖尿病発症機構解明2020

    • 著者名/発表者名
      石井悠暉, 長沢光樹, 林珠理, 吉田幸那, 狩野晴美, 石川正純, 尾崎倫孝, 浜田和子, 浜田俊幸
    • 学会等名
      第64回日本薬学会 関東支部大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 糖尿病マウスの中枢および末梢組織におけるPeriod1 遺伝子発現のリアルタイム計測2020

    • 著者名/発表者名
      Kouki Nagasawa, Yukina Yoshida, Ryousuke Sato, Mizuki Nakaya, Juri Hayashi, Yuki Ishi, Masayori Ishikawa, Mitchitaka Ozaki, Kazuko Hamada, Toshiyuki Hamada
    • 学会等名
      第94回 日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロPMTをもちいた自由行動マウスのPeriod1遺伝子発現解析2020

    • 著者名/発表者名
      Yuki Ishii, Juri Hayashi, Mizuki Nakaya, Rousuke Sato, Yukina Yoshida, Kouki Nagasawa, Masayori Ishikawa, Mitchitaka Ozaki, Kazuko Hamada, Toshiyuki Hamada
    • 学会等名
      第94回 日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] マウス生体リズムに対するメタンフェタミン長期投与の影響2020

    • 著者名/発表者名
      Mizuki Nakaya, Ryousuke Sato, Kouki Nagasawa, Yukina Yoshida , Juri Hayashi, Yuki Ishi, Masayori Ishikawa, Mitchitaka Ozaki, Kazuko Hamada, Toshiyuki Hamada
    • 学会等名
      第94回 日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 覚せい剤による生体リズムの乱れを毛1本から推測するシステムの開発2020

    • 著者名/発表者名
      浜田俊幸
    • 学会等名
      第10回 国際医療福祉大学学会学術大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [図書] 糖尿病の極めて初期段階を毛1本で簡易的に検出するシステムに関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      高木美沙、浜田和子、浜田俊幸
    • 総ページ数
      3
    • 出版者
      月刊誌「アグリバイオ」・北隆館, Vol.6, No.11
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] Per1遺伝子発現を利用した毛1本から糖尿病の極めて初期段階をとらえる研究2022

    • 著者名/発表者名
      浜田俊幸
    • 総ページ数
      90
    • 出版者
      老人病研究所、未病と抗老化 (Pre Symptomatic Medicine and Anti Aging), Vol.31/Nov.
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] 時計遺伝子発現の自動定量化技術を用いた体内時計関連疾患発症機構解析システムの開発2021

    • 著者名/発表者名
      浜田 和子・長沢 光樹・浜田 俊幸
    • 出版者
      アグリバイオ、北隆館、 vol. 5、No.6
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] 時計遺伝子発現の自動定量化技術を用いた体内時計関連疾患発症機構解析システムの開発2021

    • 著者名/発表者名
      浜田 和子・狩野晴美・中島かな子・浜田 俊幸
    • 出版者
      Medical Science Digest (MSD)、ニューサイエンス社、Vol.47, No.4
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] 生体リズムの乱れを超高感度で検出する計測システムの開発~疾患発症解明への応用を目指して~2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤遼河・浜田和子・浜田俊幸
    • 出版者
      アグリバイオ、北隆館、Vol.5, No.7
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] 時計遺伝子発現を利用した糖尿病未病段階の検出解析システムの開発2021

    • 著者名/発表者名
      浜田和子・長沢光樹・浜田俊幸
    • 出版者
      アグリバイオ、北隆館、Vol.5, No.11
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] 自由行動条件下、糖尿病マウスにおける脳内嗅球および肝臓における時計遺伝子Period1 発現解析2021

    • 著者名/発表者名
      浜田俊幸
    • 総ページ数
      110
    • 出版者
      未病と老化 (Pre Symptomatic Medicine and Anti Aging), 博慈会 老人病研究所
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [備考] Hamada lab

    • URL

      https://hamada-lab.amebaownd.com/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] Hamada Lab.

    • URL

      https://hamada-lab.amebaownd.com/

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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