慢性心不全の筋微小循環とミトコンドリア機能を改善する次世代ハイブリッド磁気の開発

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18K19742
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 藤野 英己 神戸大学, 保健学研究科, 教授 (20278998)
• 研究分担者: 近藤 浩代 名古屋女子大学, 健康科学部, 准教授 (50333183)
• 研究期間 (年度): 2018-06-29 – 2022-03-31
• キーワード: パルス磁気 / 慢性心不全 / 骨格筋 / エネルギー代謝 / 筋伸長

研究実績の概要

本研究は慢性心不全で惹起される骨格筋の機能低下に対するパルス磁気刺激の効果を検証することを目的にしている。ヒトを対象に磁気刺激での疼痛の評価を実施した。超音波エコーで筋収縮を確認しながら、20%随意最大収縮に相当する刺激強度での疼痛の評価を実施した結果、疼痛は感じられるが、低周波や中周波電気刺激に比較して、疼痛（VAS）の程度は有意に低くなった。従来の電気刺激に比較して照射による疼痛の軽減に利点があることが明らかになった。次に慢性心不全モデル動物の骨格筋に対して磁気刺激の効果を検証した。モノクロタリン誘導性心不全モデル動物では心臓や心室の重量は著しく増加し、心室肥大が観察され、心不全を呈した。磁気照射で心不全の増悪は観察されなかった。心不全に伴い下肢ヒラメ筋量は有意に低下し、下肢への磁気刺激は下肢筋量の低下を抑制できる結果を得た。さらにパルス磁気刺激は筋線維の速筋化を抑制し、TCAサイクルに関与するクエン酸シンターゼ、コハク酸脱水素酵素活性の低下を減衰させた。また、ミトコンドリア新生に関与するPGC-1αの低下も抑制し、心不全で増加した過酸化脂質を低減した。これらの結果からパルス磁気刺激は骨格筋の代謝を改善でき、慢性心不全による骨格筋の機能低下を改善させることが明らかになった。次に磁気刺激に筋伸長装置を付加した装置を開発した。磁気刺激に筋伸長装置を付加した治療では、骨格筋線維に損傷した像が確認され、酸化ストレスマーカである骨格筋中のチオバルビツール酸反応性物質の増加や筋線維横断面積の低下が観察された。筋伸長速度による影響を受けるものと考えられるが、1秒に30度の角速度による筋伸長は過負荷が生じているものと考えられるため、実用化するためには伸長速度を考慮する必要があることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Time course of capillary regression and an expression balance between vascular endothelial growth factor-A and thrombospondin-1 in the soleus muscle of hindlimb unloaded rats (2022)
  • 著者名/発表者名: Tanaka M, Kanazashi M, Kondo H, Fujino H.
  • 雑誌名: Muscle Nerve 巻: 63 ページ: 350-360
  • DOI: 10.1002/mus.27478
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of astaxanthin incorporation by pulsed high-intensity ultrasound in LPS-stimulated macrophages (2022)
  • 著者名/発表者名: Ma X, Yamaguchi A, Maeshige N, Uemura M, Noguchi H, Kondo H, Fujino H
  • 雑誌名: J Med Ultrason 巻: 28 ページ: 125-132
  • DOI: 10.1007/s10396-022-01189-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Beneficial effects of mild hyperbaric oxygen exposure on microcirculation in peripheral tissues in healthy subjects: pilot study (2022)
  • 著者名/発表者名: Nisa BU, Hirabayashi T, Maeshige N, Kondo H, Fujino H
  • 雑誌名: J Sports Med Phys Fitness 巻: 18 ページ: in press
  • DOI: 10.23736/S0022-4707.22.13363-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lemon Myrtle Extract and Its Active Compound, Casuarinin, Activate Skeletal Muscle Satellite Cells In Vitro and In Vivo (2022)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto A, Honda S, Ogura M, Kato M, Tanigawa R, Fujino H, Kawamoto S
  • 雑誌名: Nutrients 巻: 14 ページ: 1078
  • DOI: 10.3390/nu14051078
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Prediction of callus and ulcer development in patients with diabetic peripheral neuropathy by isosceles triangle-forming tuning fork (2022)
  • 著者名/発表者名: Yoshikawa Y, Maeshige N, Uemura M, Tanaka M, Kawabe N, Yamaguchi A, Fujino H, Terashi H
  • 雑誌名: SAGE Open Med 巻: 15 ページ: 2.05031E+16
  • DOI: 10.1177/20503121221085097
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pulsed-ultrasound irradiation induces the production of itaconate and attenuates inflammatory responses in macrophages (2022)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi A, Maeshige N, Ma X, Uemura M, Noguchi H, Matsuda M, Nishimura Y, Hasunuma T, Kondo H, Fujino H
  • 雑誌名: Journal of Inflammation Research 巻: 15 ページ: 2387-2395
  • DOI: 10.2147/JIR.S361609
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nucleoprotein-enriched diet enhances protein synthesis pathway and satellite cell activation via ERK1/2 phosphorylation in unloaded rat muscles (2021)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi R, Tanaka M, Maeshige N, Kondo H, Roy RR, Fujino H
  • 雑誌名: Exp Physiol 巻: 106 ページ: 1587-1596
  • DOI: 10.1113/EP089337
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Immediate Effects of Weight-Bearing Calf Stretching on Ankle Dorsiflexion Range of Motion and Plantar Pressure During Gait in Patients with Diabetes Mellitus (2021)
  • 著者名/発表者名: Maeshige N, Uemura M, Hirasawa Y, Yoshikawa Y, Moriguchi M, Kawabe N, Fujii M, Terashi H, Fujino H
  • 雑誌名: Int J Low Extrem Wounds 巻: 13 ページ: 1.53473E+16
  • DOI: 10.1177/15347346211031318
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Shift of the Ischial Region during Maneuvering the Standard Wheelchair and the Electric Wheelchair in Healthy Adults (2021)
  • 著者名/発表者名: Uemura M, Sugimoto M, Shimizu R, Maeshige N, Yoshikawa Y, Fujino H
  • 雑誌名: International Journal of Clinical Medicine 巻: 12 ページ: 297-305
  • DOI: 10.4236/ijcm.2021.127026
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protective effects of Enterococcus faecium strain R30 supplementation on decreased muscle endurance under disuse in rats (2021)
  • 著者名/発表者名: Tanaka M, Ikeji T, Nakanishi R, Hirabayashi T, Ono K, Hirayama Y, Tategaki A, Kondo H, Ishihara A, Fujino H
  • 雑誌名: Exp Physiol 巻: 106 ページ: 1961-1970
  • DOI: 10.1113/EP089677
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pulsed ultrasound prevents lipopolysaccharide-induced muscle atrophy through inhibiting p38 MAPK phosphorylation in C2C12 myotubes (2021)
  • 著者名/発表者名: Ueno M, Maeshige N, Hirayama Y, Yamaguchi A, Ma X, Uemura M, Kondo H, Fujino H
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 巻: 17 ページ: 184-190
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2021.07.039
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of combined treatment with blood flow restriction and low-current electrical stimulation on capillary regression in the soleus muscle of diabetic rats (2021)
  • 著者名/発表者名: Tanaka M, Morifuji T, Sugimoto K, Akasaka H, Fujimoto T, Yoshikawa M, Nakanishi R, Kondo H, Fujino H
  • 雑誌名: J Appl Physiol 巻: 131 ページ: 1219-1229
  • DOI: 10.1152/japplphysiol.00366.2021
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preventive effect of docosahexaenoic acid (DHA) and eicosapentaenoic acid (EPA) against endotoxin-induced muscle atrophy (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi A, Nishida Y, Maeshige N, Moriguchi M, Uemura M, Ma X, Miyoshi M, Kondo H, Fujino H
  • 雑誌名: Clin Nutr ESPEN 巻: 45 ページ: 503-506
  • DOI: 10.1016/j.clnesp.2021.07.017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of magnetic stimulation compared to electrical stimulation on muscle contraction in quadriceps femoris muscle of healthy subjects: A pilot study (2021)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi R, Tanaka M, Maeshige N, Fujino H
  • 雑誌名: Journal of Clinical Images and Medical Case Reports 巻: 2 ページ: 1-4
  • DOI: 10.52768/2766-7820/1297
  • 査読あり
• [雑誌論文] Protective effects of chlorogenic acid on capillary regression caused by disuse muscle atrophy (2021)
  • 著者名/発表者名: Xing J, Pan H, Lin H, Nakanishi R, Hirabayashi T, Nakayama E, Ma X, Maeshige N, Kondo H, Fujino H
  • 雑誌名: Biomed Res 巻: 42 ページ: 257-264
  • DOI: 10.2220/biomedres.42.257
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Mild hyperbaric oxygen exposure increases mobilization of CD16dim-CD56bright natural killer cells in healthy individuals (2021)
  • 著者名/発表者名: Fujino H, Amano H, Fujisawa A, Mizushima A, Nisa BU, Nakayama E, Kondo H.
  • 学会等名: 68th Annual Meeting of the American College of Sports Medicine
  • 国際学会
• [学会発表] Effects of mild hyperbaric oxygen exposure on breath acetone and urine ketones levels in young women (2021)
  • 著者名/発表者名: Kondo H, Amano H, Fujisawa A, Mizushima A, Nisa BU, Nakayama E, Fujino H.
  • 学会等名: 68th Annual Meeting of the American College of Sports Medicine
  • 国際学会
• [学会発表] Conditioned Media from Ultrasound treated C2C12 Myotubes Regulate Macrophage Inflammatory Responses (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi A, Maeshige N, Langston PK, Noguchi H, Ma X, Ichikawa Y, Uemura M, Kondo H, Fujino H
  • 学会等名: Experimental Biology 2021
  • 国際学会
• [学会発表] Effect of high intensity ultrasound irradiation on exosomes release from cultured myotubes (2021)
  • 著者名/発表者名: Noguchi H, Maeshige N, Langston PK, Yamaguchi A, Uemura M, Nakanishi R, Kondo H, Fujino H.
  • 学会等名: Experimental Biology 2021
  • 国際学会
• [学会発表] 軽度高圧酸素環境への滞在が若年女性の血液単核細胞に及ぼす影響 (2021)
  • 著者名/発表者名: Badur Un Nisa, 天野英紀, 藤澤秋子, 中山慧美, 平林卓己, 近藤浩代, 藤野英己
  • 学会等名: 第76回日本体力医学会大会
• [学会発表] レモンマートル抽出物がマイクロRNA発現抑制を介した筋衛星細胞の増殖に与える効果 (2021)
  • 著者名/発表者名: 中山慧美，山本愛弓，本田真一，野口ひかり，林浩，Badur Un Nisa Safder，平林卓己，植村弥希子，中西亮介，田中稔，近藤浩代，前重伯壮，藤野英己
  • 学会等名: 第76回日本体力医学会大会
• [学会発表] Beneficial effects of mild hyperbaric oxygen exposure on microcirculation in peripheral tissues and resting metabolic rate in healthy human subjects (2021)
  • 著者名/発表者名: Badur Un Nisa，中山慧美，野口ひかり，林浩，平林卓己，植村弥希子，中西亮介，田中稔，近藤浩代，前重伯壮，藤野英己
  • 学会等名: 第76回日本体力医学会大会
• [学会発表] 軽度高気圧酸素環境が若年者の呼気中アセトン量及びエネルギー代謝に与える効果 (2021)
  • 著者名/発表者名: 水嶋章陽，天野英紀，藤澤秋子，Badur Un Nisa, 中山慧美，近藤浩代，藤野英己
  • 学会等名: 第76回日本体力医学会大会
• [学会発表] 軽度高気圧酸素環境における脳前頭前野の酸素化ヘモグロビン濃度の変化 (2021)
  • 著者名/発表者名: 藤澤秋子，天野英紀，水嶋章陽，中山慧美，Badur Un Nisa, 近藤浩代，藤野英己
  • 学会等名: 第76回日本体力医学会大会
• [学会発表] 軽度高気圧酸素環境への滞在が末梢血ナチュラルキラー細胞に与える効果 (2021)
  • 著者名/発表者名: 天野英紀，藤澤秋子, 水嶋章陽，中山慧美，Badur Un Nisa, 近藤浩代，藤野英己
  • 学会等名: 第76回日本体力医学会大会
• [学会発表] 廃用性萎縮筋における毛細血管退行に対する五味子抽出物の摂取効果 (2021)
  • 著者名/発表者名: 潘_, _吉昊, 林浩, 平林卓己, 中西亮介, 前重伯壮, 藤野英己
  • 学会等名: 第76回日本体力医学会大会
• [学会発表] 廃用性筋萎廃用性筋萎縮による毛細血管退行に対するクロロゲン酸の効果 (2021)
  • 著者名/発表者名: _吉昊, 林浩, 潘_, 平林卓己, 中西亮介, 中山慧美, 前重伯壮, 藤野英己
  • 学会等名: 第76回日本体力医学会大会
• [学会発表] ナイアシンは非荷重ラット骨格筋の毛細血管退行及び酸化的リン酸化酵素の低下を減衰させる (2021)
  • 著者名/発表者名: 林浩, _吉昊, 潘_, 平林卓巳, 前重伯壮, 近藤浩代, 藤野英己
  • 学会等名: 第76回日本体力医学会大会
• [学会発表] マクロファージに対するアスタキサンチンと超音波照射の併用による抗炎症効果 (2021)
  • 著者名/発表者名: Ma X, 前重伯壮,山口亜斗夢, 植村弥希子, 近藤浩代, 藤野英己
  • 学会等名: 第76回日本体力医学会大会
• [学会発表] 電気刺激を用いた筋収縮が骨格筋細胞からのエクソソームの放出に及ぼす影響放出に及ぼす影響 (2021)
  • 著者名/発表者名: 市川祐介, 山口亜斗夢, 野口ひかり, Ma X, 近藤浩代, 前重伯壮, 藤野英己.
  • 学会等名: 第76回日本体力医学会大会
• [学会発表] ニコチンアミドモノヌクレオチド経口摂取が不活動時の骨格筋SIRT1発現量に及ぼす影響 (2021)
  • 著者名/発表者名: 志水沙耶果，田中稔，中西亮介，前重伯壮，近藤浩代，藤野英己
  • 学会等名: 第76回日本体力医学会大会
• [学会発表] 脂肪食由来の筋内脂肪蓄積に対する交流磁気刺激の効果 (2021)
  • 著者名/発表者名: 中西亮介，Badur un Nisa, 志水沙耶果, 田中雅侑, 平林卓己, 田中稔, 藤野英己
  • 学会等名: 第76回日本体力医学会大会
• [学会発表] 糖尿病に伴う毛細血管退行に対する血流制限下での電気刺激による interleukin 15 の効果 (2021)
  • 著者名/発表者名: 田中稔，森藤武，中西亮介，近藤浩代, 藤野英己
  • 学会等名: 第76回日本体力医学会大会
• [学会発表] 培養筋管由来エクソソームがマクロファージ培養筋管由来エクソソームがマクロファージM1gene発現に与える抑制効果 (2021)
  • 著者名/発表者名: 前重伯壮, 山口亜斗夢, Ma X, 野口ひかり, 植村弥希子, 吉川義之, 近藤浩代, 藤野英己
  • 学会等名: 第76回日本体力医学会大会
• [学会発表] 超音波誘導性の骨格筋細胞由来細胞外小胞によるマクロファージ炎症反応制御効果 (2021)
  • 著者名/発表者名: 山口亜斗夢, 前重伯壮, Langston PK, 野口ひかり, Ma X, 市川祐介, 植村弥希子, 近藤浩代, 藤野英己
  • 学会等名: 第26回日本基礎理学療法学会学術大会
• [学会発表] 糖尿病に伴う毛細血管退行に対する血流制限下での電気刺激の予防効果 (2021)
  • 著者名/発表者名: 田中稔，森藤武, 中西亮介, 近藤浩代, 藤野英己.
  • 学会等名: 第26回日本基礎理学療法学会学術大会
• [学会発表] 超音波刺激による細胞外小胞放出促進は筋管培養上清のマクロファージ炎症反応制御を増強する (2021)
  • 著者名/発表者名: 山口亜斗夢, 前重伯壮, 植村弥希子, Ma X, 野口ひかり, 寺師浩人, 近藤浩代, 藤野英己
  • 学会等名: 第51回日本創傷治癒学会学術大会
• [学会発表] 200μAの単相性パルス電流刺激はマクロファージの M1 極性変化を抑制する (2021)
  • 著者名/発表者名: 植村弥希子, 前重伯壮, 山口亜斗夢, Ma X, 野口ひかり, 寺師浩人, 近藤浩代, 藤野英己
  • 学会等名: 第51回日本創傷治癒学会学術大会