呼吸器疾患おけるミトコンドリア機能の経時的変化と酸素療法、運動療法の併用効果

• 研究課題/領域番号: 21K11233
• 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59010:リハビリテーション科学関連
• 研究機関: 埼玉県立大学 (2022-2023); 畿央大学 (2021)
• 研究代表者: 今北 英高 埼玉県立大学, 保健医療福祉学部, 教授 (00412148)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
• キーワード: 呼吸器疾患モデル / ミトコンドリア機能 / 高気圧暴露 / 高濃度酸素暴露 / 運動療法 / 酸素療法 / 酸化ストレス

研究開始時の研究の概要

本研究は、呼吸器疾患における高気圧・高濃度酸素の影響をミトコンドリア機能に焦点をあて調査する。生体内における高気圧・高濃度酸素への影響は臨床的にも報告されつつあるが、酸化ストレスを増強させないレベルでの介入報告はない。これらは、呼吸リハビリテーションにおける新たな介入における影響を組織・細胞レベルで検証するものである。

研究実績の概要

大気汚染が世界的に拡大しており、世界保健機関（WHO）は、世界人口の92％が汚染された大気中で生活し、420万人が大気汚染が原因で寿命を縮めたと推計している。
慢性閉塞性肺疾患（以下；COPD）や急性肺炎など呼吸器疾患も世界的に増加しており、心臓病・脳卒中に次ぐ、世界死亡原因の第3位と報告されている。また、新たに「第三次健康日本21」での基本方針が2023年5月に公表され、COPD対策として発症予防、早期発見、治療介入、重症化予防など総合的に対策を講じていく必要がると示された。
呼吸器疾患は、呼吸機能に影響を与えるだけでなく、下肢骨格の筋力低下や横隔膜の筋萎縮、代謝亢進による体重減少や栄養障害なども報告されており、現在では骨格筋機能障害やミトコンドリア機能障害、栄養障害、全身性炎症などを呈する全身性疾患として捉えられている。
本研究は、肺気腫症モデルラットを作成して、加圧酸素療法と運動療法の介入を実施し、呼吸器疾患における高気圧・高濃度酸素の影響をミトコンドリア機能に焦点をあて調査する。生体内における高気圧・高濃度酸素への影響は臨床的にも報告されつつあるが、酸化ストレスを増強させないレベルでの介入報告はない。これらは、呼吸リハビリテーションにおける新たな治療介入における影響を組織・細胞レベルで検証するものである。2023年度においては、加圧酸素療法と運動療法におけるヒラメ筋内の変化について、リアルタイムPCR法にてIL6、TNFα、PGC1α、TFAMなどのmRNA発現量を測定し、日本基礎理学療法学会学術大会にて発表した。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

職場の転換のため、新しい職場環境での準備や環境整備に時間を要したため、進捗状況はやや遅れている。

今後の研究の推進方策

今年度、延長申請し承認された。現在、研究環境も整いつつあり、今年度でサンプルの解析、特に組織化学染色を実施、解析し、データを構築し、公表につなげられればと考えている。

研究成果

• [雑誌論文] The Effects of Branched-Chain Amino Acids on the Akt/mTOR Pathway and Nebulin Protein in Joint Fixation-Induced Muscle Atrophy (2022)
  • 著者名/発表者名: Akira Nishikawa, Akiko Nishikawa, Noboru Kamajiri, Keisuke Okada, Hidetaka Imagita
  • 雑誌名: Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｖｉｔａｍｉｎｏｌｏｇｙ 巻: 68 号: 2 ページ: 112-119
  • DOI: 10.3177/jnsv.68.112
  • ISSN: 0301-4800, 1881-7742
  • 年月日: 2022-04-30
• [雑誌論文] Long-term wheel-running prevents reduction of grip strength in type 2 diabetic rats (2021)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Takada, Tomoko Hanaoka, Hidetaka Imagita, Toshihide Yasui, Daisuke Takeshita, Masami Abe, Shinnosuke Kawata, Taku Yamakami, Keisuke Okada, Hiroe Washio, Syunji Okuda, Akira Minematsu, Tomohiro Nakamura, Shin Terada, Takashi Yamada, Akira Nakatani, Susumu Sakata
  • 雑誌名: Physiological Reports 巻: 9 号: 18
  • DOI: 10.14814/phy2.15046
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 肺気腫症モデルラットに対する加圧酸素および運動介入によるヒラメ筋の変化 (2023)
  • 著者名/発表者名: 今北英高、西井康恵、白波瀬未萌 、金村尚彦、藤田直人
  • 学会等名: 第28回日本基礎理学療法学会学術大会
• [図書] 運動器リハビリテーションに役立つFasciaのみかた・とらえかた (2023)
  • 著者名/発表者名: 今北英高 編集
  • 総ページ数: 228
  • 出版者: 文光堂
  • ISBN: 9784830647086
• [図書] Fascia; 第2版 (2022)
  • 著者名/発表者名: Robert Schleip, Carla Stecco, Mark Driscoll, Peter Huijing
  • 総ページ数: 744
  • 出版者: Elsevier
  • ISBN: 9780702071836