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高齢マウスの海馬での神経新生を促す至適運動強度の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K17477
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分59010:リハビリテーション科学関連
研究機関昭和大学

研究代表者

上條 翔太郎  昭和大学, 薬学部, 講師 (50894143)

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 *注記
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
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: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード有酸素運動 / 至適運動強度 / 神経新生 / 高齢者 / 認知症 / リハビリテーション / 海馬神経新生 / 最大酸素消費量 / マイオカイン
研究開始時の研究の概要

本研究は高齢マウスの海馬神経新生を促す最大酸素消費量に基づく至適な運動強度を解明する.
ヒト,マウス共に加齢により海馬神経新生が減少し,認知機能低下と関連する.マイオカインは骨格筋から分泌されるサイトカインの総称である.有酸素運動はマイオカインを分泌させ,海馬神経新生を促すことで認知機能を改善する.酸素消費量はヒトのリハビリテーションにおいて運動強度の指標となる.最大酸素消費量に基づく運動強度と,海馬神経新生の程度,骨格筋や脳組織内でのマイオカイン量を定量的に評価し,高齢変化した海馬において神経新生を促す至適運動強度を解明する.高齢者の認知機能を改善させる運動療法の基盤構築を目指す.

研究実績の概要

本研究は高齢マウスを用いて,加齢により神経新生が低下した海馬において神経新生を促す至適な運動強度を解明することを目的とする. ヒト,マウス共に加齢 により海馬神経新生が減少し,認知機能低下と関連する.マイオカインは骨格筋から分泌されるサイトカインの総称である.運動は骨格筋からマイオカインを分泌 させ,海馬神経新生を促し認知機能を改善させる.しかし高齢変化した海馬において神経新生を促す至適運動強度は明らかにされていない.最大酸素消費量に基づ く運動強度により海馬神経新生の程度,骨格筋や脳組織内でのマイオカイン量,生体ストレス反応の程度を定量的に測定し,高齢変化の生じた脳において神経新 生を促す至適運動強度を解明する.
令和5年度では昨年度実施した条件検討のもと,高齢マウスを用いて最大酸素摂取量の測定した後、最大酸素摂取量の30%強度の運動群、50%強度の運動群と非運動群(対照群)を作成した。なお当初予定していた最大酸素摂取量の70%強度の運動群は高齢マウスでは走行ができないことが判明し、これは高齢者が強度運動を行えないという臨床状況に合致していると考える。これら運動群から海馬および下肢骨格筋のウェスタンブロットおよびreal-time PCRのサンプリングを行った。データの解析とともに追加の実験を行なっていく予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

薬学部コアカリキュラムの改訂に伴い、学部講義の見直しを行なったため。また2023年8月より開始したアメリカ留学のための準備を行なったため。

今後の研究の推進方策

トレッドミル運動後に海馬歯状回に対してBrdUとNeuN 抗体の二重免疫染色と,Doublecortin抗体での免疫染色を用いて新生神経細胞の発現量を評価する. 樹状 突起の変化: ニューロフィラメント抗体を用いた免疫染色またはゴルジ染色を用いて樹状突起の形態的変化を評価する. グリア細胞の評価:海馬歯状回において BrdU+NeuN抗体とIba-1またはGFAP抗体の三重免疫染色により細胞発現量の変化を評価する.海馬神経新生に作用する生体反応の測定として,トレッドミル運動負 荷後に筋, 血液でのマイオカイン量,海馬でのBDNF発現量を測定する. mRNA量をreal-time PCR法で,タンパク量をELISA法で測 定し運動強度による分泌量の違 いを解明す る. マイオカイン測定:骨格筋,血液においてBDNF,イリシン,カゼプシンB,IGF-1,Pgc1-αのmRNA量およびタンパク量を測定する.海馬でのBDNF発 現量測定: 海馬でのBDNF発現部位を免疫染色でタンパク発現量をWestern blot法で評価する .ストレス反応測定:運動負荷中尾静脈から採血しACTHをELISA法で測 定する. これらの実験の成果を国内学会および国際学会で発表し,論文発表を行う計画であり,成果発表のために経費を使用する計画である.

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2024 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Exercise evaluation with metabolic and ventilatory responses and blood lactate concentration in mice2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshikawa Akira、Iizuka Makito、Kanamaru Mitsuko、Kamijo Shotaro、Ohtaki Hirokazu、Izumizaki Masahiko
    • 雑誌名

      Respiratory Physiology & Neurobiology

      巻: 318 ページ: 104163-104163

    • DOI

      10.1016/j.resp.2023.104163

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Thermoregulatory responses and their central mechanism during cold stress in women2023

    • 著者名/発表者名
      Yuki Uchida, Shotaro Kamijo, Motoyasu Honma, Yuri Masaoka, Yuki Samejima, Masahiko Izumizaki
    • 雑誌名

      自律神経

      巻: 60 ページ: 131-135

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Respiratory rhythm affects recalibration of body ownership2023

    • 著者名/発表者名
      Kosuge Miku、Honma Motoyasu、Masaoka Yuri、Kosuge Shota、Nakayama Momoka、Kamijo Shotaro、Shikama Yusuke、Izumizaki Masahiko
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 920-920

    • DOI

      10.1038/s41598-023-28158-2

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mild-intensity running exercise recovered motor function by improvement of ankle mobility after unilateral brain injury of mice using three-dimensional kinematic analysis techniques2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshikawa Akira、Ohtaki Hirokazu、Miyamoto Kazuyuki、Kim SungHyek、Hase Kazunori、Yoshida Makoto、Kamijo Shotaro、Kamimura Sawa、Koiwa Nobuyoshi、Izumizaki Masahiko
    • 雑誌名

      Brain Research

      巻: 1798 ページ: 148160-148160

    • DOI

      10.1016/j.brainres.2022.148160

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] New granule cells in the olfactory bulb are associated with high respiratory input in an enriched odor environment2022

    • 著者名/発表者名
      Kamimura Sawa、Masaoka Yuri、Yoshikawa Akira、Kamijo Shotaro、Ohtaki Hirokazu、Koiwa Nobuyoshi、Honma Motoyasu、Sakikawa Kei、Kobayashi Hitome、Izumizaki Masahiko
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 182 ページ: 52-59

    • DOI

      10.1016/j.neures.2022.05.007

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reading on a smartphone affects sigh generation, brain activity, and comprehension2022

    • 著者名/発表者名
      Honma Motoyasu、Masaoka Yuri、Iizuka Natsuko、Wada Sayaka、Kamimura Sawa、Yoshikawa Akira、Moriya Rika、Kamijo Shotaro、Izumizaki Masahiko
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 1589-1589

    • DOI

      10.1038/s41598-022-05605-0

    • 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
  • [雑誌論文] 整形手術手技 Headless screwと人工骨挿入による踵骨関節内骨折の治療成績2021

    • 著者名/発表者名
      西田 甫, 石川 聡, 福島 一雄, 斉藤 創造, 上條 翔太郎, 稲垣 克記
    • 雑誌名

      整形外科

      巻: 72 号: 13 ページ: 1375-1379

    • DOI

      10.15106/j_seikei72_1375

    • ISSN
      0030-5901, 2432-9444
    • 年月日
      2021-12-01
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Cascade process mediated by left hippocampus and left superior frontal gyrus affects relationship between aging and cognitive dysfunction2021

    • 著者名/発表者名
      Kokudai Yumika、Honma Motoyasu、Masaoka Yuri、Yoshida Masaki、Sugiyama Haruko、Yoshikawa Akira、Koiwa Nobuyoshi、Kubota Satomi、Iizuka Natsuko、Wada Sayaka、Kamijo Shotaro、Uchida Yuki、Yano Satoshi、Ida Masahiro、Ono Kenjiro、Izumizaki Masahiko
    • 雑誌名

      BMC Neuroscience

      巻: 22 号: 1 ページ: 75-75

    • DOI

      10.1186/s12868-021-00680-x

    • 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
  • [雑誌論文] Optogenetic activation of DRN 5-HT neurons induced active wakefulness, not quiet wakefulness.2021

    • 著者名/発表者名
      Moriya R, Kanamaru M, Okuma N, Yoshikawa A, Tanaka KF, Hokari S, Ohshima Y, Yamanaka A, Honma M, Onimaru H, Kikuchi T, Izumizaki M.
    • 雑誌名

      Brain Res Bull.

      巻: 177 ページ: 129-142

    • DOI

      10.1016/j.brainresbull.2021.09.019

    • 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
  • [雑誌論文] Volume of the right supramarginal gyrus is associated with a maintenance of emotion recognition ability2021

    • 著者名/発表者名
      Wada Sayaka、Honma Motoyasu、Masaoka Yuri、Yoshida Masaki、Koiwa Nobuyoshi、Sugiyama Haruko、Iizuka Natsuko、Kubota Satomi、Kokudai Yumika、Yoshikawa Akira、Kamijo Shotaro、Kamimura Sawa、Ida Masahiro、Ono Kenjiro、Onda Hidetoshi、Izumizaki Masahiko
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 16 号: 7 ページ: e0254623-e0254623

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0254623

    • 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
  • [雑誌論文] Entorhinal cortex and parahippocampus volume reductions impact olfactory decline in aged subjects2021

    • 著者名/発表者名
      izuka N, Masaoka Y, Kubota S, Sugiyama H, Yoshida M, Yoshikawa A, Koiwa N, Honma M, Watanabe K, Kamijo S, Kamimura S, Ida M, Ono K, Izumizaki M.
    • 雑誌名

      Brain and Behavior

      巻: 11 号: 5

    • DOI

      10.1002/brb3.2115

    • 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] 左大脳皮質損傷モデルマウスに対する中等度の走行運動課題と麻痺側足関節の運動機能回復と非麻痺側足関節の代償運動の関係性2024

    • 著者名/発表者名
      吉川 輝, 大滝 博和, 宮本 和幸, 金 承革, 長谷 和徳, 吉田 真, 上條 翔太郎, 上村 佐和, 小岩 信義, 泉崎 雅彦
    • 学会等名
      第28回 日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] エストロゲンはオスタルチン投与卵巣摘出ラットの体温を上昇させる2023

    • 著者名/発表者名
      内田 有希, 上條 翔太郎, 鮫島 勇毅, 本間 元康, 政岡 ゆり, 泉崎 雅彦
    • 学会等名
      第76回日本自律神経学会総会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Headless screw と人工骨挿入による踵骨関節内骨折の 術後外側膨隆壁の評価2022

    • 著者名/発表者名
      臼井 亮二 、上條 翔太郎 、江黒 剛 、福島 一雄 、西田 甫
    • 学会等名
      第62回関東整形災害外科学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 女子アイスホッケー選手における障害調査2022

    • 著者名/発表者名
      江守 永 、大下 優介 、上條翔太郎 、川崎 恵吉 、稲垣 克記
    • 学会等名
      第62回関東整形災害外科学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] エストラジオールがTREK作動薬投与卵巣摘出ラットの体温調節反応に与える影響2021

    • 著者名/発表者名
      内田 有希, 上條 翔太郎, 泉﨑 雅彦
    • 学会等名
      第48回 自律神経生理研究会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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