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2019 年度 実績報告書

メカニカルストレスによる運動器炎症の制御機構

研究課題

研究課題/領域番号 18H04088
研究機関国立障害者リハビリテーションセンター(研究所)

研究代表者

澤田 泰宏  国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 病院 臨床研究開発部(研究所併任), 臨床研究開発部長 (50313135)

研究分担者 原田 伊知郎  社会医療法人社団蛍水会名戸ヶ谷病院(名戸ヶ谷研究所メカノメディスン部門), メカノメディスン部門, 主任研究員 (00361759)
今村 武史  鳥取大学, 医学部, 教授 (00552093)
齋藤 琢  東京大学, 医学部附属病院, 准教授 (30456107)
篠原 正浩  国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 研究所 運動機能系障害研究部, 研究室長 (60345733)
吉野 大輔  東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (80624816)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードメカニカルストレス / 恒常性維持 / 抗炎症 / 適度な運動 / 身体不活動
研究実績の概要

骨のメカニカルストレス感知機能の分子メカニズムに関する基礎的研究-・骨細胞(オステオサイト)特異的にメカノセンサー分子p130Casの発現を欠失するマウスの詳細な解析を進めた。・p130Casによる炎症関連タンパク質NF-κBの活性抑制のメカニズムを明らかにし、論文を発表した(Miyazaki et al., Science Advances, 2019)。・Creリコンビナーゼの発現により野生型p130Casの発現が欠失すると共に NF-κBの活性抑制機能を持たない変異体p130Casが発現する遺伝子を有するマウスを作製し、細胞種特異的変異体p130Cas発現マウス作製のための準備を完了した。
生理的な脳機能制御におけるメカニカルストレスの役割に関する基礎的研究-・動物実験で適度な運動として多用されている中速度トレッドミル走行時に頭部に加わる加速度を計測し、約1.0 x gの上下方向のピークであることを明らかにした。・約1.0 x gの上下方向のピーク加速度を再現する受動的頭部上下動を行うと、中速度トレッドミル走行と同様に、高用量セロトニン投与時の幻覚様反応であるhead-twitch反応が抑制されることを明らかにした。・その分子メカニズムが間質液流動で神経細胞に加わる流体剪断力による前頭前皮質におけるセロトニン2A受容体の内在化であることを明らかにし、論文として発表した(Ryu et al., iScience, 2020)。

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

本研究開始時から継続してきた骨のメカニカルストレス感知機構に関する論文を発表することができた。また、骨に関する研究で得た着想を他の器官・臓器の機能制御の解析に適用することで興味深い知見を得ている。

今後の研究の推進方策

本研究を通じて得た知見、すなわち、「身体不活動による炎症とこれに対するメカニカルストレスを利用した介入による炎症の抑制」を骨・筋以外の臓器・器官に拡大して検証する。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) (うち招待講演 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Mechanical Regulation Underlies Effects of Exercise on Serotonin-Induced Signaling in the Prefrontal Cortex Neurons2020

    • 著者名/発表者名
      Ryu Youngjae、Maekawa Takahiro、Yoshino Daisuke、Sawada Yasuhiro et al.
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 23 ページ: 100874~100874

    • DOI

      10.1016/j.isci.2020.100874

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mechanical regulation of bone homeostasis through p130Cas-mediated alleviation of NF-κB activity2019

    • 著者名/発表者名
      Miyazaki T.、Zhao Z.、Ichihara Y.、Yoshino D.、Imamura T.、Sawada K.、Hayano S.、Kamioka H.、Mori S.、Hirata H.、Araki K.、Kawauchi K.、Shigemoto K.、Tanaka S.、Bonewald L. F.、Honda H.、Shinohara M.、Nagao M.、Ogata T.、Harada I.、Sawada Y.
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 5 ページ: eaau7802

    • DOI

      10.1126/sciadv.aau7802

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Application of Consistent Massage-Like Perturbations on Mouse Calves and Monitoring the Resulting Intramuscular Pressure Changes2019

    • 著者名/発表者名
      Sakitani Naoyoshi、Maekawa Takahiro、Saitou Kumiko、Suzuki Katsuhiko、Murase Shuhei、Tokunaga Masakuni、Yoshino Daisuke、Sawada Keisuke、Takashima Atsushi、Nagao Motoshi、Ogata Toru、Sawada Yasuhiro
    • 雑誌名

      Journal of Visualized Experiments

      巻: 151 ページ: e59475

    • DOI

      10.3791/59475

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 運動ってなんだ?~“Exercise is Medicine”を支えるサイエンスを拓く2019

    • 著者名/発表者名
      澤田泰宏
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 37 ページ: 1220~1224

  • [学会発表] Exercise is Mechanical Stress2019

    • 著者名/発表者名
      澤田泰宏
    • 学会等名
      日本分子生物学会年会
  • [学会発表] 細胞のメカニカルストレス応答を介する生体恒常性維持2019

    • 著者名/発表者名
      澤田泰宏、前川貴郊、﨑谷直義
    • 学会等名
      日本生化学会年会
    • 招待講演
  • [産業財産権] 健康促進装置2018

    • 発明者名
      小西あおい, 秋下雅弘, 澤田泰宏他
    • 権利者名
      小西あおい, 秋下雅弘, 澤田泰宏他
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2017-104095

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公開日: 2021-01-27  

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