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ミトコンドリア機能を基軸に骨格筋が周術期認知機能障害へ及ぼす影響の原因と防止対策

研究課題

研究課題/領域番号 23K08344
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55050:麻酔科学関連
研究機関東京医科大学

研究代表者

合谷木 徹  東京医科大学, 医学部, 教授 (30302277)

研究分担者 内野 博之  東京医科大学, 医学部, 主任教授 (60266476)
柴田 勝一郎  東京医科大学, 医学部, 助教 (70869429)
柿沼 孝泰  東京医科大学, 医学部, 臨床講師 (80366111)
魚島 直美  東京医科大学, 医学部, 臨床助教 (20792211)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2027-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2026年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2025年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023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PND / サルコペニア / BDNF / ミトコンドリア / 神経炎症 / 周術期認知機能障害 / 術後認知機能障害
研究開始時の研究の概要

手術患者の高齢化により、周術期認知機能障害(PND)は死亡率や合併症増加のため予防法の解明が重要な課題である。高齢者特有のサルコペニアは術後合併症を増加させるが、PNDとの関連は不明であった。
本研究では、骨格筋量減少によるPND増加の原因として、ミトコンドリアのmPTPとNLRP3インフラマソームに与える影響からマイトファジー、パイロトーシスが関与しているか、CypDノックアウトマウスを用いて検討する。さらに、運動による骨格筋量増加がPNDを減弱させる原因にミトコンドリア機能が関与しているか検討することで予防策を探る。この研究は高齢化による認知機能低下や防止方法の解明への応用が期待される。

研究実績の概要

手術患者の高齢化により、周術期認知機能障害(PND)は死亡率や合併症増加による生産性低下のため予防法の解明が重要な課題である。高齢者特有のサルコペニアは術後合併症を増加させるが、PNDとの関連は不明である。これまで、若年ラットで術前の骨格筋量減少が海馬の脳由来神経栄養因子(BDNF)と神経新生の低下によりPNDを増悪させることを見いだした。その後、骨格筋減少を術前に運動(トレッドミル)により改善させると、神経新生とBDNFが増加しPNDが改善した。本研究では、骨格筋量減少によるPND増加の原因として、ミトコンドリアのmPTPに重要なシクロフィリン(Cyp)DとSirtuin3による保護機構との連関でミトコンドリア活性酸素種の発現からNLRP3インフラマソームに与える影響によるマイトファジー、パイロトーシスが関与しているか、CypDノックアウトマウスを用いて検討する。今年度は、ノックアウトマウスを使用する前に、通常マウスでの実験系を整えることを行った。まずは、手術手技の習得のため、30%酸素と3%セボフルラン吸入の自発呼吸下で肝左外側葉切除及び3分間腸間膜牽引を施行し2時間麻酔暴露させた。PNDに影響を与えられるように、侵襲程度を調整することに時間を要した。その後、尾懸垂マウスの代わりに高齢マウスを用いて、筋力低下モデルを使用しているところである。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

マウスでの実験系の構築のため、手術手技の習得や環境整備に予想外に時間を要した。尾懸垂モデル作成のための環境整備が難しい面があるので、高齢マウスを使用して代用することにした。

今後の研究の推進方策

筋力低下マウスモデルを高齢マウスを用いることで、代用し、全身麻酔下の手術(腸管露出、肝臓結紮)を施行した後にミトコンドリア関連の神経炎症にどう影響するか、主にバイオマーカーを主体に検討を実施していく。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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