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2011 年度 実績報告書

糖尿病時の呼吸・循環調節障害に対する運動トレーニング効果

研究課題

研究課題/領域番号 11J10987
研究機関独立行政法人国立循環器病研究センター

研究代表者

曽野部 崇  独立行政法人国立循環器病研究センター, 心臓生理機能部, 特別研究員(PD)

キーワードマウス血管造影 / 糖尿病 / 血管内皮機能障害 / in vivo / 運動トレーニング
研究概要

本研究はI型糖尿病モデルマウスを実験対象として,運動が糖尿病時の循環調節機能に与える影響を検討する.特に血管内皮機能に着目し,独自の手法を用いて血管機能を明らかにするものである.平成23年度は,マウスを対象としたin vivo血管造影法を用いて血管内皮細胞機能を可視的に評価する実験系の構築を行った,具体的には,麻酔下マウスを呼吸管理し,血圧・心拍数測定のために頚動脈,血管作動薬の静脈内投与のために頸静脈,さらに血管造影剤注入のために右大腿動脈に血管カニュレーションを行った.その後,X線イメージングシステムにてマウスの左下肢を撮影した.血管造影剤を注入し,X線撮影することで連続的な血管造影像を得ることに成功した.大腿動脈の本管から下肢筋群に分岐する数多くの血管(口径60~250μm)を,麻酔下のマウスで観察することが可能であった.血管造影法を用いて骨格筋血管網をin vivoにおいて可視化する手法は,これまでに大動物での報告はなされているが,マウス骨格筋で実現した報告はない.
さらに血管内皮細胞機能の評価を行うため,アセチルコリン(ACh,内皮依存性血管拡張薬)およびニトロプルシド(SNP,内皮非依存性血管拡張薬)を静脈内投与して血管造影を行うことで,薬理的な血管拡張応答を評価した.ACh投与では,正常マウスに比べて糖尿病マウスで血管拡張応答が有意に低下していた.一方で,SNPの投与では,両群間に差は見られなかった.これらの結果から,糖尿病マウスでは血管内皮依存性の拡張機能が低下していることが示された.これまでのin vitroの摘出した太い血管を用いた先行研究において報告されている内容に反しないことから,本研究手法の妥当性と,太い血管から細い血管までをin vivoで観察可能であることの有用性が期待された,

現在までの達成度 (区分)
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

初年度において,今後の研究課題遂行の基礎となる"マウスを対象としたin vivo下肢血管造影法"の構築に成功した.また,本手法を用いて糖尿病モデルマウスの血管機能評価が可能であった.これら本年度の研究成果は当初の研究目的をおおむね満たしており,今後は本研究手法を用いた応用的研究を行う.

今後の研究の推進方策

本年度において構築したマウス血管造影法を用いて,糖尿病モデルマウスの運動トレーニングが,下肢血管内皮細胞機能に与える効果を検討する.また,現在用いているI型糖尿病モデルだけではなく,II型糖尿病モデルマウスの利用も検討する.さらに研究課題2として,新たに構築する自発運動中のマウス呼吸測定システムを用いて,糖尿病が呼吸調節に与える影響,およびそれに対する運動トレーニング効果を明らかにしていく.

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Dynamic synchrotron imaging of diabetic rat coronary microcirculation in vivo2012

    • 著者名/発表者名
      Jenkins MJ, Edgley AJ, Sonobe T, Umetani K, Schwenke DO, Fujii Y, Brown RD, Kelly DJ, Shirai M, Pearson JT
    • 雑誌名

      Arterioscler Thromb Vase Biol

      巻: 32 ページ: 370-377

    • DOI

      10.1161/ATVBAHA.111.237172

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exogenous ghrelin improves blood flow distribution in pulmonary hypertension-assessed using synchrotron radiation microangiography2011

    • 著者名/発表者名
      Schwenke DO, Gray EA, Pearson JT, Sonobe T, Ishibashi-Ueda H, Campillo I, Kangawa K, Umetani K, Shirai M
    • 雑誌名

      Pflugers Arch

      巻: 462 ページ: 397-406

    • DOI

      10.1007/s00424-011-0992-8

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of an X-ray real-time stereo imaging technique using synchrotron radiation2011

    • 著者名/発表者名
      Hoshino M, Uesugi K, Pearson J, Sonobe T, Shirai M, Yagi N
    • 雑誌名

      J Synchrotron Radiat

      巻: 18 ページ: 569-574

    • DOI

      10.1107/S0909049511017547

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Centrally administered ghrelin activates cardiac vasal nerve in anesthetized rabbits2011

    • 著者名/発表者名
      Shimizu S, Akiyama T, Kawada T, Sonobe T, Kamiya A, Shishido T, Tokudome T, Hosoda H, Shirai M, Kangawa K, Sugimachi M
    • 雑誌名

      Auton Neurosci

      巻: 162 ページ: 60-65

    • DOI

      10.1016/j.autneu.2011.04.001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Imaging of the closed-chest mouse pulmonary circulation using synchrotron radiation microangiography2011

    • 著者名/発表者名
      Sonobe T, Schwenke DO, Pearson JT, Yoshimoto M, Fujii Y, Umetani K, Shirai M
    • 雑誌名

      J Appl Physiol

      巻: 111 ページ: 75-80

    • DOI

      10.1152/japplphysiol.00205.2011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Progressive arteriolar vasoconstriction and fatigue during tetanic contractions of rat skeletal muscle are inhibited by α-receptor blockade2011

    • 著者名/発表者名
      Inagaki T, Sonobe T, Poole DC, Kano Y
    • 雑誌名

      J Physiol Sci

      巻: 61 ページ: 181-189

    • DOI

      10.1007/s12576-011-0134-2

    • 査読あり
  • [学会発表] Contribution of reuptake and enzymatic degradation to myocardial interstitial 5-HT levels during ischemia-reperfusion2012

    • 著者名/発表者名
      曽野部崇, 秋山剛, 杜成坤, 戦冬雲, 白井幹康
    • 学会等名
      第89回日本生理学会
    • 発表場所
      松本,長野
    • 年月日
      2012-03-30
  • [学会発表] Whole-Bodyプレチスモグラフを用いたマウス自発運動中の呼吸・代謝測定2011

    • 著者名/発表者名
      曽野部崇, 土持裕胤, 白井幹康
    • 学会等名
      第66回日本體力医学会
    • 発表場所
      下関,山口
    • 年月日
      2011-09-17
  • [備考]

    • URL

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

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公開日: 2013-06-26  

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