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老化初期からの歩行機能低下の改善:脳ミトコンドリア機能改善による介入法の検討

研究課題

研究課題/領域番号 22K11306
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
研究機関地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所)

研究代表者

井上 律子  地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究員 (20583826)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (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)
2024年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2023年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード老化 / 運動機能 / 歩行 / 皮質運動野 / ミトコンドリア / コエンザイムQ10 / 中年 / 運動野
研究開始時の研究の概要

加齢に伴う歩行変化は、要介護の要因となる「転倒リスク上昇」との関連が示唆される重要な老化現象である。本研究では、老化初期(中年)マウスの歩行変化を定量解析し、ミトコンドリア機能改善物質投与により加齢に伴う歩行変化が改善するか、さらにその機序はミトコンドリア機能および運動野の神経活動と関係するかを調べる。老化初期動物の歩行機能改善法が確立できれば、臨床応用で効果的な介入時期・方法の研究に貢献できる。

研究実績の概要

加齢に伴う歩行変化は、転倒リスク上昇との関連が示唆され、高齢者の要介護の要因となる危険性が高い重要な老化現象である。ヒトやげっ歯類では、老化初期に相当する中年期から、加齢に伴う歩行変化が生じることが報告されている。この歩行変化による歩行機能低下のメカニズムを明らかにし、機能改善のための介入法を確立する上で、動物実験は有効だと考えられる。またエネルギー代謝に関わるミトコンドリア補酵素・コエンザイムQ10は、各臓器において加齢に伴い減少することが知られている。これまでコエンザイムQ10投与による脳ミトコンドリア機能の改善を介して、中年マウスで低下する一部の運動機能と皮質運動野の神経活動が回復する機序を明らかにしてきた。よって本研究では「老化初期の脳ミトコンドリア機能の改善は、加齢に伴う歩行機能低下も改善する」という仮説を立てた。
老化初期に相当する中年動物の歩行変化の研究は多くはなく、加齢の影響を受けやすい歩行指標の検討が十分に行われているとは言い難い。2023年度は、自発的な歩行における加齢変化を自然歩行解析システム(CatWalk XT)により計測し、中年および高齢マウスにおいてどの歩行指標が変化するか、さらに水溶化CoQ10投与により歩行機能が改善するかを検証した。

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

加齢変化する歩行指標とCoQ10投与による歩行機能改善の詳細を比較する必要が出てきたため、中年マウスより顕著な歩行機能低下を示す高齢マウスでの実験を追加した。また、これまでの研究から生体内のCoQ10濃度と運動機能の関連が想定されるため、高齢動物および日本人健常高齢者の血漿CoQ10濃度と歩行機能についての予備的検討を追加した。

今後の研究の推進方策

自然歩行において加齢変化する歩行指標とCoQ10投与による歩行機能改善の詳細を評価するため、歩行機能低下が顕著にみられる高齢動物を使用した実験を追加する。
また本研究課題のこれまでの結果においてもCoQ10投与により運動機能が改善されることから、生体内のCoQ10濃度と運動機能の関連が想定される。CoQ10投与の効果の指標となるか検討するため、歩行機能データ取得後の老化動物の血漿CoQ10濃度の測定を試みる。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Neuronal Plasticity and Age-Related Functional Decline in the Motor Cortex2023

    • 著者名/発表者名
      Inoue Ritsuko、Nishimune Hiroshi
    • 雑誌名

      Cells

      巻: 12 号: 17 ページ: 2142-2142

    • DOI

      10.3390/cells12172142

    • 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] Coenzyme Q10 supplementation improves the motor function of middle-aged mice by restoring the neuronal activity of the motor cortex2023

    • 著者名/発表者名
      Inoue Ritsuko、Miura Masami、Yanai Shuichi、Nishimune Hiroshi
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 4323-4323

    • DOI

      10.1038/s41598-023-31510-1

    • 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
  • [学会発表] 老化に伴う神経活動の低下とシナプス可塑性を介した機能改善2023

    • 著者名/発表者名
      井上律子
    • 学会等名
      第46回日本基礎老化学会大会 シンポジウム「老化と中枢神経」
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 加齢に伴う歩行機能低下の改善と水溶化コエンザイムQ10の有効性2023

    • 著者名/発表者名
      井上律子、柳井修一、三浦正巳、西宗裕史
    • 学会等名
      TOBIRA第11回研究交流フォーラム
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Coenzyme Q10 supplementation improves age-related reduction of fEPSP in the motor cortex of middle-aged mice.2023

    • 著者名/発表者名
      井上律子、三浦正巳、柳井修一、西宗裕史
    • 学会等名
      第100回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Coenzyme Q10 supplementations improve age-related decline of neuronal activities in the mouse motor cortex.2022

    • 著者名/発表者名
      Ritsuko Inoue, Hiroshi Nishimune.
    • 学会等名
      第45回日本神経科学学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Exogenous coenzyme Q10 improves age-related decline of neurophysiological activities in the mouse motor cortex.2022

    • 著者名/発表者名
      Ritsuko INOUE, Masami MIURA, Hiroshi NISHIMUNE.
    • 学会等名
      第45回日本基礎老化学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 加齢に伴うマウス運動機能低下と水溶化CoQ10補充による改善メカニズム2022

    • 著者名/発表者名
      井上律子、三浦正巳、柳井修一、西宗裕史
    • 学会等名
      第19回日本コエンザイムQ協会研究会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 加齢に伴う運動機能低下の改善・予防と水溶化コエンザイムQ102022

    • 著者名/発表者名
      井上律子
    • 学会等名
      第20回日本機能性食品医用学会総会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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