汗腺機能の発達と老化におけるアセチルコリン性交感神経ペプチドの役割解明

• 研究課題/領域番号: 23K21607
• 補助金の研究課題番号: 21H03336 (2021-2023)
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金 (2024); 補助金 (2021-2023)
• 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: 大阪国際大学
• 研究代表者: 井上 芳光 大阪国際大学, その他部局等, 名誉教授 (70144566)
• 研究分担者: 天野 達郎 新潟大学, 人文社会科学系, 准教授 (60734522) ; 近藤 徳彦 神戸大学, 人間発達環境学研究科, 教授 (70215458) ; 奥島 大 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (70735307)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円); 2024年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2023年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2022年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
• キーワード: 熱中症 / カルシトニン遺伝子関連ペプチド / イオントフォレーシス / 汗腺 / 皮膚血管 / 体温調節 / 微小循環 / 交感神経 / 神経ペプチド / エクリン汗腺 / マイクロニードルパッチ / 汗 / 経皮薬物送達システム

研究開始時の研究の概要

地球温暖化に伴う熱中症の増加により，人が生来有する体温調節機能の重要性が高まっている。熱中症予防には特に発汗や皮膚血管拡張による熱放散が重要となるが，これら熱放散反応は生涯を通じて変化し，また性差や運動習慣の影響を強く受ける。熱放散反応のメカニズムを明らかにすることは，効果的な熱中症予防法を確立する上で重要となる。本研究では，熱放散反応における役割が分かっていない神経ペプチド（交感神経や感覚神経末端より放出される神経伝達物質）に着目して，これが発達，加齢，性差，性周期，運動トレーニングの影響をどのように受けるのかを明らかにする。

研究実績の概要

これまでの研究から，CGRPは直接汗腺に作用するのではなく，皮膚血流を介して間接的に発汗に影響する可能性が考えられた。そのため，R4年度に開発したCGRPによる皮膚血管拡張反応をイオントフォレーシス法で評価する手法（局所麻酔薬エムラクリームを用いて電流刺激による感覚神経由来の皮膚血管拡張を抑制する）で実際にCGRPによる皮膚血管拡張を評価できるかどうかを，若年成人を対象に検討した。具体的には性差および性周期がCGRPによる皮膚血管拡張反応に及ぼす影響とその反応における一酸化窒素合成酵素（NOS）の役割から妥当性を検証した。被験者として若年男性9名，同女性13名をリクルートし，女性においては卵胞期，排卵期，黄体期の３回実験を行った。被験者は実験室来室後，NOS阻害薬をイオントフォレーシス法で投与した後，上述した方法を用いて0.02%CGRPを投与した（0.5 mA，5分）。また血管内皮依存性の皮膚血管拡張を評価するため，1%アセチルコリンを異なる部位に投与した（0.5, 1.0, and 8.0 mC）。さらに，血管内皮非依存性の皮膚血管拡張反応を評価するため，1%ニトロプルシドナトリウムを投与した（0.5, 1.0, and 8.0 mC）。CGRPとアセチルコリン投与後にも1％ニトロプルシドナトリウムを投与して最大皮膚血管拡張を誘発し，その反応から皮膚血管拡張の相対変化を算出した。これらの実験の結果，性差や性周期によってCGRP誘発性発汗反応やNOの影響が認められたことから，本研究で用いたイオントフォレーシス法によるCGRP誘発性の皮膚血管拡張反応の評価は妥当であることが明らかになった。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

R5年度はイオントフォレーシスを用いたCGRPによる皮膚血管拡張反応評価の妥当性を成人を対象に明らかにできたことから，おおむね順調に進展していると判断した。

今後の研究の推進方策

今後は，科学的に妥当な評価ができているのかどうかをより適切なサンプルサイズで成人を対象に確認した上で，子どもや高齢者を対象に同じ実験を実施する予定である。