| 研究課題/領域番号 |
19K22819
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| 研究機関 | 順天堂大学 |
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研究代表者 |
関根 紀子 順天堂大学, スポーツ健康科学部, 客員准教授 (10393175)
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| 研究分担者 |
吉原 利典 順天堂大学, スポーツ健康科学部, 助教 (20722888)
棗 寿喜 順天堂大学, スポーツ健康科学研究科, 特任助教 (90761841)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| キーワード | 筋萎縮 / 横隔膜 / ミトコンドリア / 機械的人工換気 / 硫化物 / ミトコンドリア酸素消費速度 / ミトコンドリアROS産生速度 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は，ミトコンドリアの硫黄呼吸経路に着目し，硫化物による横隔膜萎縮・機能不全の予防メカニズムを明らかにすることを目的とするものである．主な呼吸筋である横隔膜は，人工呼吸器の装着（MV）などにより自発的な収縮を軽減すると12時間で20%程度も萎縮し機能不全を呈する．我々は，硫化物の投与により横隔膜萎縮および機能不全を予防することが可能であることを発見したが，本研究課題ではそのメカニズムの解明を目指す．
当該年度では，COVID-19感染拡大のため中断していた研究を再開し，課題①硫化物による横隔膜保護効果に関わる標的因この探索の遂行のため，プレッシャーコントロールモードでMV実験を行った．4ヶ月齢Wistar雄性ラットを投与条件（生理食塩水/硫化物）とMV条件（12時間MVなし/あり）の組み合わせで4群に分け，各群8~10匹の横隔膜および血液サンプルを採取した．摘出した横隔膜の一部からミトコンドリアを単離し，ミトコンドリア機能解析装置を用いてComplex I～IIIのミトコンドリア酸素消費速度を測定した．また，ミトコンドリアROS産生速度も測定した．さらに，刺激周波数1～160Hzにて横隔膜張力評価（in vitro）を行った．上記分析に使用しなかった横隔膜は，組織分析用と生化学的分析用に分け，-80℃で保存した．
ミトコンドリア酸素消費速度を分析した結果，硫化物投与+MV群では，MVにより誘導されるミトコンドリア機能低下が軽減されることを確認した．同様に，硫化物投与+MV群ではMV誘導性の張力低下が見られず，横隔膜収縮能が完全に保護されることを確認した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
COVID-9の感染拡大により，研究を再開し実験を開始できたのは11月であった．そのため，当該年度ではサンプル作成を完了し，一部データを解析するにとどまった．
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| 今後の研究の推進方策 |
横隔膜の凍結サンプルを用いて，硫化物がMV誘導性の横隔膜萎縮・機能低下を予防するメカニズムの解明を目指す．ウェスタンブロットを用いて，筋萎縮・筋機能・ミトコンドリア呼吸・ROS産生経路に換喩するシグナル伝達物質を分析する．また，組織用サンプルを用いて免疫組織化学分析を行い，横隔膜萎縮の程度を評価する．さらに，血液サンプルを用いて血中硫化物濃度を評価する．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究計画の遅延により，分析のための抗体や試薬の購入を見送ったことが主な理由である．見送った試薬・抗体の購入と，論文投稿料に充てる
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