| 研究課題/領域番号 |
21K11318
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分59010:リハビリテーション科学関連
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| 研究機関 | 東海大学 |
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研究代表者 |
青木 弘道 東海大学, 医学部, 講師 (50514444)
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| 研究分担者 |
渡邊 伸央 東海大学, 医学部, 助教 (80396928)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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| キーワード | ミオカイン / プロテオミクス / DNAシ―クエンシング / ベルト電気式骨格筋電気刺激法 / 神経筋電気刺激法 / 理学療法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
医療現場ではさまざまな理由により患者は安静を余儀なくされる状況があり、それに伴う筋力低下や心肺機能低下は入院期間の延長や予後にまで影響を及ぼす重大な問題である。本研究では、日本独自の技術であり臨床で普及しつつある次世代型ベルト電気式骨格筋電気刺激法を用い、健常者における使用前後の血液を採取し、①血清プロテオミクスよってミオカインをはじめとする血中タンパク質の変動を網羅的に解析する。さらに、血清中に筋萎縮に対する予防活性が上昇したかどうかを判定するため、② 血清を骨格筋芽細胞に暴露し、発現変動する遺伝子を網羅的に解析することによって評価する。
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| 研究実績の概要 |
ベルト電気式骨格筋電気刺激法（belt electrode skeletal muscle stimulation；B-SES）が、従来の理学療法や神経筋電気刺激法（neuromuscular electrical stimulation；NMES）の代替法になるかどうかを、①ミオカインをはじめとする血中タンパク質の変動を網羅的に比較することによって判定することである。現在まで11名のボランティア被験者に対してBSESと理学療法を行い施行の前、直後、１時間後の３点で血液採取をした。B-SESは市販されているB-SES機器（ホーマーイオン研究所製のG-TES）を用い刺激は筋の70%収縮を引き起こす4Hzモードで30分行った。
3名の前・後・1時間後の計9検体でプロテオミクス解析を行った。3072種類の蛋白質の網羅的解析の結果では、ほとんどの蛋白質にB-SES処置前・後・1時間後で変化が見られ処置の強度や時間は現状で問題ないことが判明した。また処置後の蛋白質の変化は、4パターンに分類できることが判明した。B-SES処置直後に上昇し、1時間後に低下するM型。処置直後に低下し、1時間後に上昇するV型。処置直後に上昇し、1時間後にさらに上昇するII（Increase-Increase）型、処置後低下し、1時間後さらに低下するDD（Decrease-Decrease）型の4つに分類しそれぞれの蛋白の傾向が判明した。
結果から以下特徴が判明した。
1、BSESの応答は個人差が大きい。（被験者A、B、Cそれぞれの上位のタンパク質に共通なものは見られない）
2、エクソソーム由来と思われる細胞内蛋白質が検出される
3、共通して変動する蛋白質はNeutrophil cytosolic factor 2とCyclin-dependent kinase-like 2
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
現在までに予定の11名の被験者に対してBSESと理学療法を行いそれぞれ施行前、直後、1時間後の血液採取をした。実験は計画通り終了しており、今後解析をさらに進めいていく予定である。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究の学術的意義は、 B-SESでの血中蛋白質の変動が判明し筋電気刺激はマイオカインだけでなく、多種の細胞内タンパク質も分泌されていることが明らかになったことである。
さらに今後、血漿中に筋萎縮に対する予防活性が上昇したかどうかを判定するため、血漿を骨格筋芽細胞に暴露し、発現変動する遺伝子を網羅的に解析することによって評価する計画である。それによりB-SESの理学療法の代替法としての効果を証明し、B-SESの有効性やミオカイン放出の特徴や効果を証明することが今後の展望である。
今後採取済みの9名の検体や理学療法の検体のプロテオミクス解析を進め運動負荷とB-SESのミオカイン分泌の違いを明らかにしていく予定である。
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