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SARS-CoV-2のS1による全身性炎症に対する運動の予防効果とメカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 21K11472
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59020:スポーツ科学関連
研究機関杏林大学

研究代表者

白土 健  杏林大学, 医学部, 講師 (60559384)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードSARS-CoV-2 / スパイクタンパク質 / マクロファージ / 炎症性応答 / 習慣的運動 / シグナル伝達 / インフラマソーム / 機能性食品 / PAMP / DAMP / 新型コロナウイルス / 全身性炎症
研究開始時の研究の概要

本研究は、新型コロナウイルスSARS-CoV-2による重度炎症機構におけるスパイクタンパク質S1サブユニット(S1)の役割とそのメカニズム、および習慣的運動の予防効果を実験科学的に明らかにすることにより、新型コロナウイルス感染症COVID-19の重症者および死亡者を抑制するための科学的根拠に基づいた運動処方を確立することを目的とする。具体的には、1)SARS-CoV-2のS1による全身性炎症とそのメカニズム、2)SARS-CoV-2のS1による全身性炎症に対する習慣的運動の予防効果、3)SARS-CoV-2のS1による全身性炎症に対する糖尿病の影響と習慣的運動の予防効果を検討する。

研究成果の概要

SARS-CoV-2による重度炎症におけるスパイク(S)タンパク質の役割とそのメカニズム、および習慣的運動の予防効果を明らかにするため、まず、Sタンパク質によるマクロファージの炎症性応答に対する習慣的運動の効果をin vitro実験で検討したが、習慣的運動は、少なくとも腹腔滲出マクロファージのSタンパク質に対する感受性には影響を及ぼさないことが示唆された。その後、海外の研究グループによって、SARS-CoV-2感染による全身炎症には、主にエンベロープ(E)タンパク質が寄与していることが報告された。そのため、Eタンパク質による全身炎症に対する習慣的運動の予防効果の検討を今後も継続していく。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果の学術的意義は、COVID-19の重度炎症において重要な役割を果たしている末梢血単球由来マクロファージのSタンパク質に対する感受性に対して、習慣的運動は抑制効果を及ぼさないことを示唆する実験結果を得た点にある。2021年11月頃に生じたデルタ株からオミクロン株への変異以降、COVID-19の重症化例はあまり見かけられなくなった。しかし、Eタンパク質やSタンパク質による全身炎症に対する習慣的運動の予防効果の検討を今後も継続することは、運動の抗炎症効果の科学的根拠の一端の明らかにし、健康増進における運動の有用性を立証する上で社会的意義があると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Macrophage Meets the Circadian Clock: Implication of the Circadian Clock in the Role of Macrophages in Acute Lower Respiratory Tract Infection2022

    • 著者名/発表者名
      Shirato K, Sato S
    • 雑誌名

      Frontiers in Cellular and Infection Microbiology

      巻: 12 ページ: 826738-826738

    • DOI

      10.3389/fcimb.2022.826738

    • 関連する報告書
      2021 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] Standardized Extract of Asparagus officinalis Stem Attenuates SARS-CoV-2 Spike Protein-Induced IL-6 and IL-1β Production by Suppressing p44/42 MAPK and Akt Phosphorylation in Murine Primary Macrophages2021

    • 著者名/発表者名
      Shirato K, Takanari J, Kizaki T
    • 雑誌名

      Molecules

      巻: 26 号: 20 ページ: 6189-6189

    • DOI

      10.3390/molecules26206189

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] アスパラガス茎抽出物はマクロファージのNLRP3インフラマソームの活性化を抑制する2024

    • 著者名/発表者名
      白土 健,春日啓介,小笠原準悦,高成 準,石井晴之,木崎節子,苅田香苗
    • 学会等名
      第94回日本衛生学会学術総会(鹿児島市)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Suppressive effect of ETAS(R)50 on NLRP3 inflammasome activation in macrophages2023

    • 著者名/発表者名
      Shirato K, Kasuga K, Ogasawara J, Takanari J, Ishii H, Kizaki T, Karita K
    • 学会等名
      The 31st Annual Meeting of International Congress on Nutrition and Integrative Medicine (ICNIM2023) (Sapporo, Japan)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アスパラガス茎抽出物はニゲリシンによるマクロファージのIL-1β分泌誘導を軽減する2023

    • 著者名/発表者名
      白土 健,春日啓介,小笠原準悦,高成 準,石井晴之,木崎節子,苅田香苗
    • 学会等名
      第93回日本衛生学会学術総会(東京)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ETAS(R)50 suppresses SARS-CoV-2 spike protein-induced pro-inflammatory responses in murine peritoneal exudate macrophages2022

    • 著者名/発表者名
      Shirato K, Takanari J, Ogasawara J, Kizaki T
    • 学会等名
      The 30th Annual Meeting of International Congress on Nutrition and Integrative Medicine (ICNIM2022) (Sapporo, Japan)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マクロファージのNO産生におけるO-結合型N-アセチルグルコサミン転移酵素の生理的役割2022

    • 著者名/発表者名
      白土 健,木崎節子
    • 学会等名
      第92回日本衛生学会学術総会(西宮市:WEB開催)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] SARS-CoV-2 Sタンパク質によるマクロファージのIL-6/1β発現誘導に対するEASの阻害機序2022

    • 著者名/発表者名
      白土 健,高成 準,木崎節子
    • 学会等名
      第92回日本衛生学会学術総会(西宮市:WEB開催)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] マクロファージの誘導型一酸化窒素合成酵素とアルギナーゼの基質競合におけるO-結合型N-アセチルグルコサミン転移酵素の役割2021

    • 著者名/発表者名
      白土 健,木崎節子
    • 学会等名
      第50回杏林医学会総会(三鷹市:YouTube配信)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] SARS-CoV-2スパイクタンパク質によるマクロファージの炎症性応答に対するETAS(R)50の抑制効果2021

    • 著者名/発表者名
      白土 健,高成 準,木崎節子
    • 学会等名
      第75回日本栄養・食糧学会大会(東京:WEB開催)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] Chapter 8. Physiological role of alveolar macrophage in acute lower respiratory tract infection: phagocytosis and aging. In: Phagocytosis - Main Key of Immune System. Athari SS, Nasab EM (Eds.)2023

    • 著者名/発表者名
      Shirato K, Kasuga K, Sato S, Ishii H
    • 総ページ数
      230
    • 出版者
      IntechOpen, London, UK
    • ISBN
      9781837687411
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [図書] Chapter 2. Circadian clock regulation of macrophage functions. In: Research Aspects in Biological Science Vol. 8. Dominguez-Mancera B (Ed.)2022

    • 著者名/発表者名
      Shirato K, Sato S
    • 総ページ数
      148
    • 出版者
      Book Publisher International, London, UK
    • ISBN
      9789355478580
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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