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生体ガスによる活性酸素種計測法の開発と臨床応用

研究課題

研究課題/領域番号 26253037
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 病態検査学
研究機関中部大学 (2016-2018)
国立研究開発法人国立循環器病研究センター (2014-2015)

研究代表者

下内 章人  中部大学, 生命健康科学部, 教授 (80211291)

研究分担者 近藤 孝晴  中部大学, 生命健康科学部, 教授 (20135388)
研究協力者 神野 直哉  
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
40,690千円 (直接経費: 31,300千円、間接経費: 9,390千円)
2018年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2017年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2016年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2015年度: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
2014年度: 17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
キーワード活性酸素種 / ヒドロキシルラジカル / 質量分析 / レーザ誘起蛍光法 / 生体ガス / 活性酸素 / 水素消費 / 呼気ガス / 皮膚ガス / レーザ誘起蛍光 / 水素分子 / レーザー誘起蛍光法 / レーザー誘起 / 運動負荷 / 大気圧イオン化質量分析 / 水素消費試験
研究成果の概要

活性酸素種の中でも特にヒドロキシルラジカルは特に酸化作用が強く種々の組織細胞毒性があることが知られているが,OHラジカルを直接計測することは技術的には難しかった.本研究では大気圧イオン化質量分析装置ならびにレーザ誘起蛍光法を用いることにより,呼気や皮膚ガスなどの生体ガス中にもOHラジカルが存在することを明らかにした.抗酸化剤や低濃度水素ガスを吸入することにより皮膚ガス中のOHラジカルが低減し,運動負荷によりOHラジカルが増加することを見出した.また,慢性心不全患者では睡眠前後の呼気水素分子が低下し,心筋細胞内のミトコンドリアの破壊像と併せると心筋内酸化ストレスの増加が示唆された.

研究成果の学術的意義や社会的意義

活性酸素は体の中で種々の作用があり,特にヒドロキシルラジカルは細胞障害を引き起こし有害である.この活性酸素そのものを安全に計測することは難しく,血液や尿などに含まれる活性酸素と体内にある物質が反応してできたものを計測するより他には安全な方法はなかった.本研究では活性酸素の中でも悪玉であるヒドロキシルラジカルを質量分析やレーザを用いた方法により,呼気や皮膚ガスで計測することができるようになった.この方法により抗酸化剤によりヒドロキシルラジカルが低下,運動により増加することなどを生体ガス中で観察できるようになった.

報告書

(6件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2018 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 11件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 6件) 図書 (4件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Change of Exhaled Acetone Concentration Levels in Patients with Acute Decompensated Heart Failure2018

    • 著者名/発表者名
      Yokokawa Tetsuro、Sato Takamasa、Suzuki Satoshi、Oikawa Masayoshi、Yoshihisa Akiomi、Kobayashi Atsushi、Yamaki Takayoshi、Kunii Hiroyuki、Nakazato Kazuhiko、Suzuki Hitoshi、Saitoh Shu-ichi、Ishida Takafumi、Shimouchi Akito、Takeishi Yasuchika
    • 雑誌名

      International Heart Journal

      巻: 59 号: 4 ページ: 808-812

    • DOI

      10.1536/ihj.17-482

    • NAID

      130007428099

    • ISSN
      1349-2365, 1349-3299
    • 年月日
      2018-07-31
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Decrease in exhaled hydrogen as marker of congestive heart failure2018

    • 著者名/発表者名
      Shibata Atsushi、Sugano Yasuo、Shimouchi Akito、Yokokawa Tetsuro、Jinno Naoya、Kanzaki Hideaki、Ohta-Ogo Keiko、Ikeda Yoshihiko、Okada Hideshi、Aiba Takeshi、Kusano Kengo、Shirai Mikiyasu、Ishibashi-Ueda Hatsue、Yasuda Satoshi、Ogawa Hisao、Anzai Toshihisa
    • 雑誌名

      Open Heart

      巻: 5 号: 2 ページ: e000814-e000814

    • DOI

      10.1136/openhrt-2018-000814

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Elevated exhaled acetone concentration in stage C heart failure patients with diabetes mellitus2017

    • 著者名/発表者名
      Yokokawa T, Sato T, Suzuki S, Oikawa M, Yoshihisa A, Kobayashi A, Yamaki T, Kunii H, Nakazato K, Suzuki H, Saitoh S, Ishida T, Shimouchi A, Takeishi Y
    • 雑誌名

      BMC Cardiovasc Disord

      巻: 17 号: 1 ページ: 280-280

    • DOI

      10.1186/s12872-017-0713-0

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Change of Exhaled Acetone Concentration in a Diabetic Patient with Acute Decompensated Heart Failure2017

    • 著者名/発表者名
      Yokokawa T, Ichijo Y, Houtsuki Y, Matsumoto Y, Oikawa M, Yoshihisa A, Sugimoto K, Nakazato K, Suzuki H, Saitoh S, Shimouchi A, Takeishi Y
    • 雑誌名

      International Heart Journal

      巻: 58 号: 5 ページ: 828-830

    • DOI

      10.1536/ihj.16-556

    • NAID

      130006179204

    • ISSN
      1349-2365, 1349-3299
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 呼気診断技術への期待と課題2017

    • 著者名/発表者名
      下内章人
    • 雑誌名

      Aroma Reseach

      巻: 18 ページ: 172-175

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 呼気成分の意義,測定法2017

    • 著者名/発表者名
      近藤孝晴, 奥村直也,下内章人
    • 雑誌名

      Pharm Stage

      巻: 18 ページ: 76-79

    • NAID

      40021241759

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 生体ガス研究の動向2017

    • 著者名/発表者名
      近藤孝晴,奥村直也,下内章人
    • 雑誌名

      空気清浄コンタミネーションコントロール

      巻: 4 ページ: 4-11

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Exhaled Acetone Concentration Is Related to Hemodynamic Severity in Patients With Non-Ischemic Chronic Heart Failure.2016

    • 著者名/発表者名
      Yokokawa T, Sugano Y, Shimouchi A, Shibata A, Jinno N, Nagai T, Kanzaki H, Aiba T, Kusano K, Shirai M, Takeishi Y, Yasuda S, Ogawa H, Anzai T.
    • 雑誌名

      Circ J.

      巻: 80(5) ページ: 1178-86

    • NAID

      130005147652

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 糖尿病患者における呼気アセトン及びイソプレン測定の意義2016

    • 著者名/発表者名
      近藤孝晴,堀田典生,奥村直也,松本敦史,申ウソク,佐藤一雄,山根則夫,下内章人,神野直哉
    • 雑誌名

      安定同位体と生体ガス

      巻: 8(1) ページ: 4-10

    • NAID

      40021133845

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 呼気成分の随時値に及ぼす要因の検討2016

    • 著者名/発表者名
      奥村直也,堀田典生,近藤孝晴,下内章人,北辻浩司,申ウソク,佐藤一雄
    • 雑誌名

      安定同位体と生体ガス

      巻: 8(1) ページ: 20-31

    • NAID

      40021133878

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 生体ガス研究の動向2016

    • 著者名/発表者名
      近藤孝晴,奥村直也,下内章人
    • 雑誌名

      空気清浄

      巻: 54(5) ページ: 4-11

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] 呼気検査の診断的価値と市場2016

    • 著者名/発表者名
      神野直哉,下内章人
    • 雑誌名

      PharmStage

      巻: 10 ページ: 48-51

    • NAID

      40020981093

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Exhaled Acetone Concentration Is Related to Hemodynamic Severity in Patients With Non-Ischemic Chronic Heart Failure.2016

    • 著者名/発表者名
      1.Yokokawa T, Sugano Y, Shimouchi A, Shibata A, Jinno N, Nagai T, Kanzaki H, Aiba T, Kusano K, Shirai M, Takeishi Y, Yasuda S, Ogawa H, Anzai T.
    • 雑誌名

      Circ J

      巻: 80 ページ: 1178-1186

    • NAID

      130005147652

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A case of acute decompensated heart failure evaluated by series of exhaled acetone concentration as noninvasive biomarker of heart failure severity.2016

    • 著者名/発表者名
      2.Yokokawa T, Sugano Y, Shimouchi A, Nakayama T, Ohara T, Jinno N, kanzaki H, Anzai T.
    • 雑誌名

      Int J Cardiol

      巻: 204 ページ: 112-113

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Factors affecting coordination between heart rate variability and physical acceleration during free-moving days in adults.2015

    • 著者名/発表者名
      3.Taniguchi K, Shimouchi A, Seki J, Jinno N, Shirai M, Seiyama A.
    • 雑誌名

      Advanced Biomedical Engineering

      巻: 4 ページ: 35-41

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 玄米,白米ならびに糠の摂食による呼気水素の変動比較2014

    • 著者名/発表者名
      下内章人,宮道隆,神野直哉,水上智恵,近藤孝晴
    • 雑誌名

      安定同位体と生体ガス

      巻: 6 ページ: 33-38

    • NAID

      40020341401

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Volatile compounds in exhaled air associated with scores of general physical and mental conditions2018

    • 著者名/発表者名
      Shimouchi A, Jinno N, Taniguchi K, Okumura N
    • 学会等名
      International Association of Breath Research Summit 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Changes in exhaled components after the ingestion of soybean in healthy adults2018

    • 著者名/発表者名
      Okumura N, Taniguchi K, Jinno N, Shimouchi A
    • 学会等名
      International Association of Breath Research Summit 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Depression affect the coordination between heart rate variability and physical activity2017

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Taniguchi, Akito Shimouchi, Naoya Jinno, Akitoshi Seiyama
    • 学会等名
      The 94th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • 発表場所
      アクトシティ(静岡県・浜松市)
    • 年月日
      2017-03-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Exhaled breath and the distributions of H2 and CO molecules in rats with monocrotaline-induced pulmonary hypertension2017

    • 著者名/発表者名
      Akito Shimouchi,Tomoe Mizukami, Naoya Jinno, Kazutoshi Nose, Kentaro Taniguchi, Mikiyasu Shirai, Akitoshi Seiyama
    • 学会等名
      日本呼吸器学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 生体ガス中におけるアセトン濃度の関連要因2017

    • 著者名/発表者名
      下内章人,横川哲朗,野瀬和利,神野直哉,奥村直也,谷口健太郎,菅野康夫,安斉俊久,宮本恵宏,近藤孝晴
    • 学会等名
      日本安定同位体・生体ガス医学応用学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Effect of change in exercise intensity and subsequent alteration in oxygen uptake on hydrogen consumption in humans2016

    • 著者名/発表者名
      Norio Hotta, Ayami Sugitani, Nobue Okubo, Kanae Matsuo,Kiyono Naruse, Naoya Okumura, Naoya Jinno, Takaharu Kondo, and Akito Shimouchi
    • 学会等名
      International Association of Breath Research Summit 2016
    • 発表場所
      Zurich, Switzerland
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Detection of hydroxyl radicals in the skin gas by using a novel compact laser induced florescence system2016

    • 著者名/発表者名
      Naoya Jinno, Akito Shimouchi
    • 学会等名
      International Association of Breath Research Summit 2016
    • 発表場所
      Zurich, Switzerland
    • 年月日
      2016-09-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Basic consideration of exogenous H2 consumption in the biological system2016

    • 著者名/発表者名
      Akito Shimouchi, Naoya Jinno, Dock-Chil Che
    • 学会等名
      日本生理学会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Breath constituents collected randomly in non-fasting state2016

    • 著者名/発表者名
      Naoya Okumura, Norio Hotta, Koji Kitatsuji, Akito Shimouchi, Takaharu Kondo, Woosuck Shin, Kazuo Sato
    • 学会等名
      International Association of Breath Research Summit 2016
    • 発表場所
      Zurich, Switzerland
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水素ガス摂取量に基づく生体内ヒドロキシルラジカル生成量の推定と一考察2015

    • 著者名/発表者名
      下内章人
    • 学会等名
      日本安定同位体生体ガス医学応用学会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-11-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Basic consideration of exogenous H2 consumption in the biological system2015

    • 著者名/発表者名
      Akito Shimouchi, Naoya Jinno, Dock-Chil Che
    • 学会等名
      Breath Analysis Summit 2015
    • 発表場所
      Wien
    • 年月日
      2015-09-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 牛乳乳製品摂取による呼気水素ならびに健康効果への影響2015

    • 著者名/発表者名
      下内章人,神野直哉,野瀬和利,近藤孝晴
    • 学会等名
      日本酸化ストレス学会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      2015-06-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] xhaled hydrogen molecules may be an anti-oxidative biomarker2015

    • 著者名/発表者名
      Akito Shimouchi
    • 学会等名
      日本呼吸器病学会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-04-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 携帯型呼気水素計測器の開発と臨床使用経験2014

    • 著者名/発表者名
      下内章人,池田大祐,鈴木登,大槻知佐, 野瀬和利,木村郁彦,利川寶
    • 学会等名
      第63回日本分析化学討論会
    • 発表場所
      東広島
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 大気圧イオン化質量分析法を用いた活性酸素種計測法の開発2014

    • 著者名/発表者名
      神野直哉 ,蔡徳七,下内 章人
    • 学会等名
      第63回日本分析化学討論会
    • 発表場所
      東広島
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Development of measurement method of hydroxyl radicals from breath and skin gases using Atmospheric Pressure Ionization Mass Spectrometry2014

    • 著者名/発表者名
      Jinno N, Che D-C. Shimouchi A, Shirai M.
    • 学会等名
      Breath Analysis Summit 2014
    • 発表場所
      Poland
    • 年月日
      2014-07-07 – 2014-07-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Associations between mental conditions and breath carbon monoxide during night sleep2014

    • 著者名/発表者名
      Shimouchi A, Jinno N, Nose K. Taniguchi K
    • 学会等名
      Breath Analysis Summit 2014
    • 発表場所
      Poland
    • 年月日
      2014-07-07 – 2014-07-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] A tracer analysis using 13C-labelled carbon monoxide to identify the cytoprotective role of endogenous CO against oxidative stress2014

    • 著者名/発表者名
      Sawano M. Shimouchi A, Mizukami T.
    • 学会等名
      Breath Analysis Summit 2014
    • 発表場所
      Poland
    • 年月日
      2014-07-07 – 2014-07-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] 呼気分析の臨床的背景,呼気診断法の現状と課題.「生体ガス計測と高感度ガスセンシング」2017

    • 著者名/発表者名
      奥村直也,近藤孝晴,下内章人
    • 総ページ数
      254
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] 非侵襲的検体検査の最前線―唾液検査・呼気検査を中心に―2015

    • 著者名/発表者名
      4.下内章人
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] 呼気検査による診断的価値と市場.非侵襲的検体検査の最前線―唾液検査・呼気検査を中心に―2015

    • 著者名/発表者名
      下内章人
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [図書] 生体内活性酸素が生体ガス分析からみえてくる2014

    • 著者名/発表者名
      下内章人
    • 出版者
      住友精化株式会社
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 教員情報

    • URL

      https://www.chubu.ac.jp/about/faculty/profile/0609a6967cd1add7329637b9e9141ca443d36d7c.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 生体ガスによる非侵襲的診断法の開発と臨床応用

    • URL

      http://www.ncvc.go.jp/res/divisions/cardiac_physiology/studium_b.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [産業財産権] 皮膚ガス分析装置2017

    • 発明者名
      神野直哉,下内章人
    • 権利者名
      神野直哉,下内章人
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-241464
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2023-03-23  

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