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認知症リスク同定を目的とした”動脈スティフネス-脳機能連関”の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K18299
研究種目

挑戦的研究(開拓)

配分区分基金
審査区分 中区分59:スポーツ科学、体育、健康科学およびその関連分野
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

菅原 順  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究グループ長 (00357261)

研究分担者 渡辺 由美子  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (20425739)
菅生 康子  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究グループ長 (40357257)
樽味 孝  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 上級主任研究員 (40825858)
高島 一郎  第一工科大学, 工学部, 教授 (90357351)
浅原 亮太  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究員 (90847584)
稗田 道成  九州大学, 医学研究院, 助教 (80739342)
九里 信夫  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究員 (10761299)
東本 翼  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究員 (90964247)
研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
25,870千円 (直接経費: 19,900千円、間接経費: 5,970千円)
2023年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2022年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
2021年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワード加齢 / 動脈スティフネス / 認知症 / 動脈硬化 / トランスレーショナルスタディ / 運動トレーニング
研究開始時の研究の概要

動脈スティフネス(壁の硬さ)の増大と脳潅流異常及び認知機能低下の因果関係を明らかにし、認知症発症予防のための有効なリスクマーカーの同定を目指す。この目的を果たすために、ヒトと動物(げっ歯類およびサル)を対象に、以下の仮説を検証するトランスレーショナルスタディを行う。
仮説1: 過大な拍動性血流変動は脳血管の機能的損傷を引き起こす。
仮説2: 慢性の動脈スティフネス増大は脳血管機能及び脳構造変化と認知機能低下をもたらす。

研究実績の概要

認知症対策は、健康の保持・増進、QoLの向上、さらには高騰する医療費・介護費抑制に直結する、不可避かつ喫緊の問題である。発症リスクの軽減による発症予防・遅延が最重要課題となっている。本研究では、動脈スティフネスの増大と脳潅流異常及び認知機能低下の因果関係を明らかにし、認知症発症予防のための有効なリスクマーカーの同定を目指す。この目的を果たすために、ヒトと動物(げっ歯類およびサル)を対象にトランスレーショナルスタディを実施する。動脈スティフネスの増大と脳潅流異常及び認知機能低下の因果関係を明らかにするため、サルを用いたモデル動物作成のために引き続き準備を進めた。
今年度は、ヒトを対象にした研究において、習慣的持久性トレーニングが近位大動脈機能に与える絵教について、大動脈隠避ダンスを指標に論文を発表した(Fukuie et al. J appl physiol. 2023)。また、近位大動脈スティフネスを簡便に計測する評価法の開発に注力した。論文執筆を終え、高血圧関連のQ1ジャーナルへの投稿を済ませた。計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門シンポジウムにおいて、シンポジストとして、「動脈ウインドケッセル機能の生理学的意義および評価法」という題目での講演を行った。
動物を対象にした研究では、げっ歯類において、ラットを対象に頸動脈処置による脳潅流異常が、大脳皮質灰白質に与える影響をMRIと免疫組織学の手法を用いて解析した。その結果、灰白質のミエリン形成不全などの構造変化が生じること、運動介入によりミエリン化が促進することが明らかとなった。サルにおいては、ステントの作製について検討した。

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

実験自体は順調に進行しているが、当該研究をさらに加速・推進するために追加実験が必要となった。また、解析結果を学会や論文として発表する時間が必要なため、1年間の延長を申請した。

今後の研究の推進方策

追加実験を実施するとともに、解析結果を学会発表および論文発表していく。

報告書

(4件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 審査結果の所見   実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 8件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Texas Health Presbyterian Hospital(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Ascending aortic impedance in young endurance athletes: a time-resolved phase-contrast MRI study2024

    • 著者名/発表者名
      Fukuie Marina、Yamabe Takayuki、Kimura Ryota、Zhu David C.、Ohyama-Byun Keigo、Maeda Seiji、Sugawara Jun、Tarumi Takashi
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physiology

      巻: 136 号: 3 ページ: 555-566

    • DOI

      10.1152/japplphysiol.00184.2023

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Arterial Aging and Cerebrovascular Function: Impact of Aerobic Exercise Training in Older Adults2023

    • 著者名/発表者名
      Tomoto Tsubasa、Zhang Rong
    • 雑誌名

      Aging and disease

      巻: - ページ: 0-0

    • DOI

      10.14336/ad.2023.1109-1

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Cerebral blood flow and cerebrovascular resistance across the adult lifespan: A multimodality approach2023

    • 著者名/発表者名
      Tomoto Tsubasa、Lu Marilyn、Khan Ayaz M、Liu Jie、Pasha Evan P、Tarumi Takashi、Zhang Rong
    • 雑誌名

      Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism

      巻: na 号: 6 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1177/0271678x231153741

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Central arterial stiffness, brain white matter hyperintensity and total brain volume across the adult lifespan2023

    • 著者名/発表者名
      Tomoto Tsubasa、Tarumi Takashi、Zhang Rong
    • 雑誌名

      Journal of Hypertension

      巻: 41 ページ: 819-829

    • DOI

      10.1097/hjh.0000000000003404

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hippocampal-prefrontal long-term potentiation-like plasticity with transcranial direct current stimulation in rats2023

    • 著者名/発表者名
      Yumiko Watanabe, Shinnosuke Dezawa, Hiroyuki Takei, Kazuaki Nagasaka, Ichiro Takashima
    • 雑誌名

      Neurobiology of Learning and Memory

      巻: 201 ページ: 107750-107750

    • DOI

      10.1016/j.nlm.2023.107750

    • 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] Altered cardiac β1 responsiveness in hyperthermic older adults2022

    • 著者名/発表者名
      Fischer M, Moralez G, Sarma S, MacNamara J, Cramer M, Huang M, Romero S, Hieda M, Shibasaki M, Ogoh S, and Crandall C.
    • 雑誌名

      Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol

      巻: 323 号: 4 ページ: R581-R588

    • DOI

      10.1152/ajpregu.00040.2022

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 1 Year HIIT and Omega-3 Fatty Acids to Improve Cardiometabolic Risk in Stage-A Heart Failure2022

    • 著者名/発表者名
      Hearon CM Jr, Dias KA, MacNamara JP, Hieda M, Mantha Y, Harada R, Samels M, Morris M, Szczepaniak LS, Levine BD, Sarma S.
    • 雑誌名

      JACC Heart Fail

      巻: 10 号: 4 ページ: 238-249

    • DOI

      10.1016/j.jchf.2022.01.004

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Aerobic exercise training reduces cerebrovascular impedance in older adults: a 1-year randomized controlled trial2022

    • 著者名/発表者名
      Jun Sugawara , Takashi Tarumi, Changyang Xng, Jie Liu, Tsubasa Tomoto, Evan P Pasha, Rong Zhang
    • 雑誌名

      J Appl Physiol

      巻: 133 号: 4 ページ: 902-912

    • DOI

      10.1152/japplphysiol.00241.2022

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Valvulo-Arterial Impedance and Dimensionless Index for Risk Stratifying Patients With Severe Aortic Stenosis2021

    • 著者名/発表者名
      Yogamaya Mantha, Shutato Futami, Shohei Moriyama, Michinari Hieda
    • 雑誌名

      Frontiers in Cardiovascular Medicine

      巻: 8 ページ: 742297-742297

    • DOI

      10.3389/fcvm.2021.742297

    • 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 / 国際共著
  • [学会発表] 脳性麻痺モデル動物への運動トレーニングが脳内の白質構造に与える影響2023

    • 著者名/発表者名
      後藤太一、岩木直、九里信夫
    • 学会等名
      SICE LE2023、計測自動制御学会ライフエンジニアリング部門
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳性麻痺モデルラットにおける運動機能回復と脳内の白質構造変換2023

    • 著者名/発表者名
      後藤太一、釣木澤朋和、小牧裕司、岩木直、九里信夫
    • 学会等名
      脳機能とリハビリテーション研究会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 横行大動脈硬化モデルラットにおける神経回路変化のMRI解析2023

    • 著者名/発表者名
      後藤太一、大久保正貴、福家真理那、東本翼、樽味孝、渡辺由美子、高島一郎、菅原順、九里信夫
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 中心動脈スティフネスと脳循環機能:認知症予防の視点から2021

    • 著者名/発表者名
      菅原順
    • 学会等名
      日本体力医学会第76回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Arterial Stiffness and Exercise Training: An Update2021

    • 著者名/発表者名
      Jun Sugawara
    • 学会等名
      European College of Sports Science Annual Congress 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2021-07-13   更新日: 2024-12-25  

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