2024/02/02 更新

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イケダ サトシ
池田 聡
Ikeda Satoshi
所属
付属病院 リハビリテーション科 准教授
職名
准教授
外部リンク

学位

  • 博士(医学) ( 鹿児島大学 )

研究キーワード

  • Rehabilitation

  • リハビリテーション

研究分野

  • ライフサイエンス / 神経科学一般

  • ライフサイエンス / 生理学

  • ライフサイエンス / リハビリテーション科学

  • ライフサイエンス / 医療薬学

  • ライフサイエンス / 整形外科学

学歴

  • 鹿児島大学   医学研究科   内科系 リハビリテーション医学

    - 1998年

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    国名: 日本国

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  • 鹿児島大学   医学部   医学科

    - 1990年

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    国名: 日本国

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経歴

  • 日本医科大学   大学院医学研究科 リハビリテーション学分野   准教授

    2022年10月 - 現在

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    国名:日本国

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  • 北海道大学   リハビリテーション科   准教授

    2014年5月 - 2022年9月

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    国名:日本国

    備考:リハビリテーション部副部長

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  • 鹿児島大学   リハビリテーション部   部長 診療准教授

    2008年4月 - 2014年4月

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  • 鹿児島大学   運動機能修復学講座機能再建医学   講師

    2007年4月 - 2008年3月

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  • 鹿児島大学大学院医学研究科   リハビリテーション医学講座   助教

    1998年4月 - 2007年3月

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  • Medical Doctor, Kagoshima University Hospital

    1990年 - 2001年

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所属学協会

  • 日本リハビリテーション医学会

    1990年6月 - 現在

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  • International Society of Physical and Rehabilitation Medicine

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  • Japanese Society of Internal Medicine

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  • Japanese Society of clinical neurophysiology

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  • Haoab Neducak Society of Spinal Cord Lesion

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  • 日本臨床神経生理学会

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  • 国際リハビリテーション医学会

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  • 日本脊髄障害医学界

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  • 日本内科学会

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論文

  • Efficacy of passive repetitive stretching of skeletal muscle on myofiber hypertrophy and genetic suppression on MAFbx, MuRF1, and myostatin. 国際誌

    Yumin Wang, Satoshi Ikeda, Katsunori Ikoma

    Journal of muscle research and cell motility   42 ( 3-4 )   443 - 451   2021年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Skeletal muscles undergo adaptations in response to mechanical stimuli such as stretching. However, there is limited evidence regarding the hypertrophic effects of passive repetitive stretching in vivo. We examined the effect of passive repetitive stretching on skeletal muscle myofiber morphology, satellite cell content, and messenger RNA expression of myogenic regulatory factors and signaling molecules involved in muscle protein synthesis and degradation. The gastrocnemius muscles of mice were stretched 15 times/min by manual ankle dorsiflexion for 15 min, 5 days a week for 2 weeks. We found that passive repetitive stretching significantly increased myofiber cross-sectional area. In stretched gastrocnemius muscles, the messenger RNA expression of p70S6K and myogenin was upregulated, whereas MuRF1, MAFbx, myostatin, and 4E-BP1 were downregulated. The phosphorylation level of p70S6K was significantly increased in stretched muscles. The number of Pax7+ cells was unaffected. Passive repetitive stretching induces muscle hypertrophy by regulating signaling pathways involved in muscle protein turnover. These findings are applicable to clinical muscle strengthening and for the maintenance of skeletal muscle mass and function in patients who are unconscious or paralyzed.

    DOI: 10.1007/s10974-021-09609-7

    PubMed

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  • Passive repetitive stretching is associated with greater muscle mass and cross-sectional area in the sarcopenic muscle. 国際誌

    Yumin Wang, Satoshi Ikeda, Katsunori Ikoma

    Scientific reports   11 ( 1 )   15302 - 15302   2021年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Mechanical stimulation has benefits for muscle mass and function. Passive stretching is widely performed in clinical rehabilitation medicine. However, the hypertrophic effects of passive repetitive stretching on senescent skeletal muscles against muscle atrophy remain unknown. We used senescence-accelerated model SAM-P8 mice. The gastrocnemius muscle was passively repetitive stretched by manual ankle dorsiflexion for 15 min, 5 days a week for 2 weeks under deep anesthesia. We examined the effects of passive stretching on muscle mass, myofiber cross-sectional area, muscle fiber type composition, satellite cell and myonuclei content, signaling pathways involved in muscle protein synthesis, and myogenic regulatory factors. The gastrocnemius muscle weight and fiber cross-sectional area of the stretched side was found greater compared with that of the unstretched side. Passive repetitive stretching increased the mRNA expression level of Akt, p70S6K, 4E-BP1, Myf5, myogenin, MuRF1.The phosphorylation level of p70S6K significantly increased in the stretched muscles, whereas of Akt and 4E-BP1 remained unchanged, compared to the unstretched side. The Pax7+ cells and myonuclei content did not differ between the stretched and unstretched muscles. These findings suggest that the hypertrophic or suppressed atrophic observation in the stretched muscles are mainly attributable to the protein turnover provoked by stretching. These findings are applicable to clinical muscle strengthening and sarcopenia prevention.

    DOI: 10.1038/s41598-021-94709-0

    PubMed

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  • Association between the Wechsler Adult Intelligence Scale III and early return to work after traumatic brain injury. 国際誌

    Yuki Iida, Haruko Chiba, Satoshi Ikeda, Harukazu Tohyama, Katsunori Ikoma

    Work (Reading, Mass.)   68 ( 4 )   1101 - 1111   2021年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    BACKGROUND: Residual capacity evaluation via neuropsychological testing can facilitate the development of a rehabilitation plan in patients following a traumatic brain injury (TBI). OBJECTIVE: This study aimed to confirm the tasks that patients must perform well for early return to work (RTW) following TBI using the Wechsler Adult Intelligence Scale III (WAIS-III). METHODS: In total, 40 male and 13 female patients who suffered from neurobehavioral disabilities following TBI were recruited and classified into two groups: the successfully returned to work group (SRTW-G; n = 22) and the unsuccessfully returned to work group (USRTW-G; n = 31). The outcomes assessed by WAIS-III and the time to RTW were compared between the SRTW-G and USRTW-G groups. Multiple logistic regression, multiple regression analysis, and Cox regression were employed to assess differences between the groups. RESULTS: The Comprehension and Letter-Number Sequencing subtests of the WAIS-III were significantly correlated with early RTW more than the other subtests. CONCLUSIONS: We found that, as reflected in the two subtests, patients with TBI must be able to perform well in the following tasks for early RTW: Retention of information for short time periods, information processing, and social judgment based on the knowledge of the patient's experience.

    DOI: 10.3233/WOR-213440

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  • Neurofeedback Control of the Human GABAergic System Using Non-invasive Brain Stimulation. 国際誌

    Satoko Koganemaru, Yusuke Mikami, Hitoshi Maezawa, Satoshi Ikeda, Katsunori Ikoma, Tatsuya Mima

    Neuroscience   380   38 - 48   2018年6月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Neurofeedback has been a powerful method for self-regulating brain activities to elicit potential ability of human mind. GABA is a major inhibitory neurotransmitter in the central nervous system. Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a tool that can evaluate the GABAergic system within the primary motor cortex (M1) using paired-pulse stimuli, short intracortical inhibition (SICI). Herein we investigated whether neurofeedback learning using SICI enabled us to control the GABAergic system within the M1 area. Forty-five healthy subjects were randomly divided into two groups: those receiving SICI neurofeedback learning or those receiving no neurofeedback (control) learning. During both learning periods, subjects made attempts to change the size of a circle, which was altered according to the degree of SICI in the SICI neurofeedback learning group, and which was altered independent of the degree of SICI in the control learning group. Results demonstrated that the SICI neurofeedback learning group showed a significant enhancement in SICI. Moreover, this group showed a significant reduction in choice reaction time compared to the control group. Our findings indicate that humans can intrinsically control the intracortical GABAergic system within M1 and can thus improve motor behaviors by SICI neurofeedback learning. SICI neurofeedback learning is a novel and promising approach to control our neural system and potentially represents a new therapy for patients with abnormal motor symptoms caused by CNS disorders.

    DOI: 10.1016/j.neuroscience.2018.03.051

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  • Anodal transcranial patterned stimulation of the motor cortex during gait can induce activity-dependent corticospinal plasticity to alter human gait. 国際誌

    Satoko Koganemaru, Yusuke Mikami, Hitoshi Maezawa, Masao Matsuhashi, Satoshi Ikeda, Katsunori Ikoma, Tatsuya Mima

    PloS one   13 ( 12 )   e0208691   2018年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The corticospinal system and local spinal circuits control human bipedal locomotion. The primary motor cortex is phase-dependently activated during gait; this cortical input is critical for foot flexor activity during the swing phase. We investigated whether gait-combined rhythmic brain stimulation can induce neuroplasticity in the foot area of the motor cortex and alter gait parameters. Twenty-one healthy subjects participated in the single-blinded, cross-over study. Each subject received anodal transcranial patterned direct current stimulation over the foot area of the right motor cortex during gait, sham stimulation during gait, and anodal transcranial patterned direct current stimulation during rest in a random order. Six subjects were excluded due to a failure in the experimental recording procedure. Complete-case analysis was performed using the data from the remaining 15 subjects. Self-paced gait speed and left leg stride length were significantly increased after the stimulation during gait, but not after the sham stimulation during gait or the stimulation during rest. In addition, a significant increase was found in the excitability of the corticospinal pathway of the left tibialis anterior muscle 30 min after stimulation during gait. Anodal transcranial patterned direct current stimulation during gait entrained the gait cycle to enhance motor cortical activity in some subjects. These findings suggest that the stimulation during gait induced neuroplasticity in corticospinal pathways driving flexor muscles during gait.

    DOI: 10.1371/journal.pone.0208691

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  • Relationship between intelligence quotient (IQ) and cerebral metabolic rate of oxygen in patients with neurobehavioural disability after traumatic brain injury. 国際誌

    Kagari Abiko, Tohru Shiga, Chietsugu Katoh, Kenji Hirata, Yuji Kuge, Kentaro Kobayashi, Satoshi Ikeda, Katsunori Ikoma

    Brain injury   32 ( 11 )   1367 - 1372   2018年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    OBJECTIVE: Cerebral metabolism may play a significant role in neurobehavioural disability following traumatic brain injury (TBI). In this study, we examined the relationship between intelligence quotient (IQ) and the cerebral metabolic rate of oxygen (CMRO2) in the lateral prefrontal cortex, which was measured by 15O-labelled gas positron emission tomography (PET), in patients with TBI. MATERIALS AND METHODS: The subjects were 12 patients (eight males and four females) who suffered from neurobehavioural disability following TBI. Their mean age was 33.3 years. The cause of injury was traffic accidents in all patients and the mean period after injury was 44.8 months. These patients underwent 15O-labelled gas PET and tests using either the Wechsler Adult Intelligence Scale-Revised (WAIS-R) or the Wechsler Intelligence Scale for Children-Revised (WISC-R). Pearson's correlation between CMRO2 and total IQ (TIQ) was calculated. RESULTS: A statistically significant correlation was observed between TIQ and CMRO2 in the right Brodmann areas (BAs) 44 and 45. The lower the WAIS score, the higher the CMRO2 in both areas. CONCLUSION: Neurological function negatively correlated with the metabolism of oxygen. It was possible that changes in brain networks increased the neuronal activity in the undamaged areas and that the increased activity compensated for the function decline.

    DOI: 10.1080/02699052.2018.1496478

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  • Effects of vestibular rehabilitation combined with transcranial cerebellar direct current stimulation in patients with chronic dizziness: An exploratory study. 国際誌

    Satoko Koganemaru, Fumiyuki Goto, Miki Arai, Keitaro Toshikuni, Makoto Hosoya, Takeshi Wakabayashi, Nobuko Yamamoto, Shujiro Minami, Satoshi Ikeda, Katsunori Ikoma, Tatsuya Mima

    Brain stimulation   10 ( 3 )   576 - 578   2017年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    BACKGROUND: Vestibular rehabilitation is useful to alleviate chronic dizziness in patients with vestibular dysfunction. It aims to induce neuronal plasticity in the central nervous system (especially in the cerebellum) to promote vestibular compensation. Transcranial cerebellar direct current stimulation (tcDCS) reportedly enhances cerebellar function. OBJECTIVE/HYPOTHESIS: We investigated whether vestibular rehabilitation partially combined with tcDCS is superior to the use of rehabilitation alone for the alleviation of dizziness. METHODS: Patients with chronic dizziness due to vestibular dysfunction received rehabilitation concurrently with either 20-min tcDCS or sham stimulation for 5 days. Pre- and post-intervention (at 1 month) dizziness handicap inventory (DHI) scores and psychometric and motor parameters were compared. RESULTS: Sixteen patients completed the study. DHI scores in the tcDCS group showed significant improvement over those in the sham group (Mann-Whitney U test, p = 0.033). CONCLUSION: Vestibular rehabilitation partially combined with tcDCS appears to be a promising approach.

    DOI: 10.1016/j.brs.2017.02.005

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  • Combined effects of repeated sauna therapy and exercise training on cardiac function and physical activity in patients with chronic heart failure. 国際誌

    Sumihito Haseba, Harutoshi Sakakima, Takuro Kubozono, Syuhei Nakao, Satoshi Ikeda

    Disability and rehabilitation   38 ( 5 )   409 - 15   2016年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    PURPOSE: We investigated the combined effects of repeated sauna therapy and exercise training on subjective symptoms, cardiac function, daily activities and ambulation capacity in patients with chronic heart failure. METHODS: Fifty four patients including 26 patients with repeated sauna therapy and exercise training (combined therapy group) and 28 patients with repeated sauna therapy (monotherapy group) participated in the study. Repeated sauna therapy and exercise training were performed once a day, 5 days a week. Clinical symptoms, brain natriuretic peptide concentration, cardiac functions evaluated by echocardiography, cardiac size on chest radiography, Barthel Index (BI) and ambulation capacity were examined and compared between the time of hospital admission and the time of discharge. RESULTS: Both the groups showed significantly improved New York Heart Association functional class, cardiothoracic ratio, brain natriuretic peptide concentration, left ventricular ejection fraction, BI score and ambulation capacity grade. The changes of New York Heart Association functional class, BI score and ambulation capacity in the combined therapy group were a higher level of statistical significance than those in monotherapy group. Notably, significant between group difference was observed in the changes of BI score. CONCLUSIONS: The addition of exercise training programs to repeated sauna therapy may be efficient and effective for improvement of cardiac function and daily activities for patients with chronic heart failure. IMPLICATIONS OF REHABILITATION: Repeated sauna therapy is an effective means of improving cardiac, vascular function and mental health in CHF patients. Exercise training is an effective means of improving exercise capacity, thus improving ADL. Combination of repeated sauna therapy and exercise training may be recommended as a comprehensive treatment to improve cardiac function, ambulation capacity, and ADL in CHF patients.

    DOI: 10.3109/09638288.2015.1044032

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  • Temperature changes caused by the difference in the distance between the ultrasound transducer and bone during 1 mhz and 3 mhz continuous ultrasound: a phantom study.

    Akihiko Ohwatashi, Satoshi Ikeda, Katsuhiro Harada, Yurie Kamikawa, Akira Yoshida, Kazuhiro Inoue, Nobuhiko Yanagida, Kiyohiro Fukudome, Ryoji Kiyama, Tadasu Ohshige, Tetsuo Maeda

    Journal of physical therapy science   27 ( 1 )   205 - 8   2015年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    [Purpose] This study aimed to use a thermograph to observe temperature changes caused by different distances between an ultrasound transducer and bone during 1 MHz and 3 MHz continuous ultrasound emission on a phantom. [Materials and Methods] We observed the distribution of temperature elevations on a phantom consisting of pig ribs and tissue-mimicking material. One megahertz and 3 MHz ultrasound were delivered at 2.0 W/cm(2) for 5 minutes. To record the temperature changes on the phantom, we took a screenshot of the thermograph with a digital camera every 20 seconds. [Results] With 1 MHz ultrasound at the distances of 2 and 3 cm, the temperature elevation near the bone was higher than that near the transducer. However, with 3 MHz ultrasound, the temperature elevation was higher near the transducer rather than near the bone. At this point, we consider that there is a possibility of heat injury to internal organs in spite of there being no elevation of skin temperature. [Conclusion] When performing ultrasonic therapy, not only should the frequency be taken into consideration, but also the influence of the absorption coefficient and the reflection of the tissue. We visually confirmed the thermal ultrasound effect by thermography. Special attention to the temperature elevation of the internal organs is necessary to avoid injuries.

    DOI: 10.1589/jpts.27.205

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  • Effects of aging on the plasma levels of nesfatin-1 and adiponectin. 国際誌

    Jiang-Bo Li, Miyuki Nishida, Kaori Kaimoto, Akihiro Asakawa, Huhe Chaolu, Kai-Chun Cheng, Ying-Xiao Li, Mutsumi Terashi, Ken Ichiro Koyama, Haruka Amitani, Takeo Sakoguchi, Miharu Ushikai, Satoshi Ikeda, Kohji Aoyama, Masahisa Horiuchi, Jian-Zhong Li, Akio Inui

    Biomedical reports   2 ( 1 )   152 - 156   2014年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Gastric and adipose tissue secrete a number of hormones that are involved in energy metabolism. The biological functions of these hormones, including their effects on aging, are currently under investigation. Adiponectin was shown to be directly involved in appetite and the control of body weight. However, the effects of aging of nesfatin-1, an appetite-suppressing peptide that was recently identified, have not yet been fully elucidated. The aim of this study was to determine the effects of aging on the plasma levels of nesfatin-1 and adiponectin. Our results demonstrated no significant differences in the nesfatin-1 plasma levels among three age groups (2, 6 and 24 months) of female BALB/c mice. The plasma nesfatin-1 levels/visceral fat (VF) ratio in the 24-month-old mice was significantly lower compared to that in the 2- and 6-month-old mice. In addition, there were no significant differences in the plasma adiponectin levels among the three age groups. The plasma adiponectin levels/VF ratio in the 24-month-old mice was significantly lower compared to that in the 2- and 6-month-old mice. In conclusion, there were no age-related changes in the plasma levels of nesfatin-1 and adiponectin, although the ratio of plasma levels of nesfatin-1 and adiponectin per VF was decreased with advancing age. Our results indicated that nesfatin-1 and adiponectin may be involved in controlling energy balance during aging.

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  • Exercise enhanced functional recovery and expression of GDNF after photochemically induced cerebral infarction in the rat. 国際誌

    Akihiko Ohwatashi, Satoshi Ikeda, Katsuhiro Harada, Yurie Kamikawa, Akira Yoshida

    EXCLI journal   12   693 - 700   2013年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Exercise has been considered to affect the functional recovery from central nervous damage. Neurotrophic factors have various effects on brain damage. However, the effects of exercise for expression of GDNF on functional recovery with brain damage are not well known. We investigated the difference in functional recovery between non-exercise and beam-walking exercise groups, and the expression of GDNF in both groups after photochemical infarction. Adult male Wistar rats (N = 64) were used. Animals were divided into two groups: non-exercise (N = 35), and beam-walking exercise (N = 29). All rats underwent surgical photochemical infarction. The rats of the beam-walking group were trained every day to walk on a narrow beam after a one-day recovery period and those of the non-exercise group were left to follow a natural course. Animals were evaluated for hind limb function every day using a beam-walking task with an elevated narrow beam. The number of GDNF-like immunoreactive cells in the temporal cortex surrounding the lesion was counted 1, 3, 5, and 7 days after the infarction. Functional recovery of the beam-walking exercise group was significantly earlier than that of the non-exercise group. At 3 days after infarction, the number of GDNF-positive cells in the temporal cortex surrounding the infarction was significantly increased in the beam-walking exercise group compared with that in the non-exercise group. In the exercise group, motor function was remarkably recovered with the increased expression of GDNF-like immunoreactive cells. Our results suggested that a rehabilitative approach increased the expression of GDNF and facilitated functional recovery from cerebral infarction.

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  • The effect of anabolic steroid administration on passive stretching-induced expression of mechano-growth factor in skeletal muscle. 国際誌

    Satoshi Ikeda, Yurie Kamikawa, Akihiko Ohwatashi, Katsuhiro Harada, Akira Yoshida

    TheScientificWorldJournal   2013   313605 - 313605   2013年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    BACKGROUND: Stretching of skeletal muscle induces expression of the genes which encode myogenic transcription factors or muscle contractile proteins and results in muscle growth. Anabolic steroids are reported to strengthen muscles. We have previously studied the effects of muscle stretching on gene expression. Here, we studied the effect of a combination of passive stretching and the administration of an anabolic steroid on mRNA expression of a muscle growth factor, insulin-like growth factor-I autocrine variant, or mechano-growth factor (MGF). METHODS: Twelve 8-week-old male Wistar rats were used. Metenolone was administered and passive repetitive dorsiflexion and plantar flexion of the ankle joint performed under deep anesthesia. After 24 h, the gastrocnemius muscles were removed and the mRNA expression of insulin-like growth factor-I autocrine variant was measured using quantitative real-time polymerase chain reaction. RESULTS: Repetitive stretching in combination with metenolone, but not stretching alone, significantly increased MGF mRNA expression. CONCLUSION: Anabolic steroids enhance the effect of passive stretching on MGF expression in skeletal muscle.

    DOI: 10.1155/2013/313605

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  • Effects of edaravone, a free radical scavenger, on photochemically induced cerebral infarction in a rat hemiplegic model. 国際誌

    Satoshi Ikeda, Katsuhiro Harada, Akihiko Ohwatashi, Yurie Kamikawa

    TheScientificWorldJournal   2013   175280 - 175280   2013年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Edaravone is a free radical scavenger that protects the adjacent cortex during cerebral infarction. We created a hemiparetic model of cerebral thrombosis from a photochemically induced infarction with the photosensitive dye, rose bengal, in rats. We examined the effects of edaravone on recovery in the model. A total of 36 adult Wistar rats were used. The right sensorimotor area was irradiated with green light with a wavelength of 533 nm (10 mm diameter), and the rose bengal was injected intravenously to create an infarction. The edaravone group was injected intraperitoneally with edaravone (3 mg/kg), and the control group was injected with saline. The recovery process of the hemiplegia was evaluated with the 7-step scale of Fenny. The infarcted areas were measured after fixation. The recovery of the paralysis in the edaravone-treated group was significantly earlier than that in the untreated group. Seven days later, both groups were mostly recovered and had scores of 7, and the infarction region was significantly smaller in the edaravone-treated group. Edaravone reduced the infarction area and promoted the functional recovery of hemiparesis from cerebral thrombosis in a rat model. These findings suggest that edaravone treatment would be effective in clinical patients recovering from cerebral infarction.

    DOI: 10.1155/2013/175280

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  • Expected for acquisition movement exercise is more effective for functional recovery than simple exercise in a rat model of hemiplegia. 国際誌

    Satoshi Ikeda, Akihiko Ohwatashi, Katsuhiro Harada, Yurie Kamikawa, Akira Yoshida

    SpringerPlus   2   517 - 517   2013年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    BACKGROUND AND PURPOSE: The use of novel rehabilitative approaches for effecting functional recovery following stroke is controversial. Effects of different but effective rehabilitative interventions in the hemiplegic patient are not clear. We studied the effects of different rehabilitative approaches on functional recovery in the rat photochecmical cerebral infarction model. METHODS: Twenty-four male Wistar rats aged 8 weeks were used. The cranial bone was exposed under deep anesthesia. Rose bengal (20 mg/kg) was injected intravenously, and the sensorimotor area of the cerebral cortex was irradiated transcranially for 20 min with a light beam of 533-nm wavelength. Animals were divided into 3 groups. In the simple-exercise group, treadmill exercise was performed for 20 min every day. In the expected for acquisition movement-training group, beam-walking exercise was done for 20 min daily. The control group was left to recover without additional intervention. Hindlimb function was evaluated with the beam-walking test. RESULTS: Following cerebral infarction, dysfunction of the contralateral extremities was observed. Functional recovery was observed earlier in the expected for acquisition training group than in the other groups. Although rats in the treadmill group recovered more quickly than controls, the beam-walking group had the shortest overall recovery time. CONCLUSIONS: Exercise facilitated functional recovery in the rat hemiplegic model, and expected for acquisition exercise was more effective than simple exercise. These findings are considered to have important implications for the future development of clinical rehabilitation programs.

    DOI: 10.1186/2193-1801-2-517

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  • Contralateral cortical role on functional recovery in a rat model of hemiplegia. 国際誌

    Satoshi Ikeda, Katsuhiro Harada, Akihiko Ohwatashi, Yurie Kamikawa, Akira Yoshida

    EXCLI journal   12   641 - 6   2013年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The role of the contralateral cerebral cortical plasticity in functional recovery after cerebral infarction is controversial. To clarify this role, we made a second contralateral cortical infarction after recovery from the first cerebral infarction. To produce the first infarction, Wistar rats were intravenously injected with Rose Bengal to the sensorimotor area of the right hemisphere of the cerebral cortex under green-light irradiation. Two weeks after the first hemiplegia, a secondary infarction was induced in the left cerebral cortex. Functional recovery was evaluated in a beam-walking test. Hemiplegia observed 1 day after both the first and second infarctions was given a score of 1. At 14 days after the first infarction, the average recovery score (± standard error) was 6.8 ± 0.1. In contrast, functional recovery was slower after the second infarction, reaching an average score of only 3.5 ± 0.5 after 14 days. Therefore, recovery after the contralateral secondary infarction was slower than that from the first, and received a lower recovery score compared to the recovery after the first infarction. These results suggest that the undamaged contralateral cortex plays an important role in motor recovery after hemiplegia caused by cerebral infarction.

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  • Passive repetitive stretching for a short duration within a week increases myogenic regulatory factors and myosin heavy chain mRNA in rats' skeletal muscles. 国際誌

    Yurie Kamikawa, Satoshi Ikeda, Katsuhiro Harada, Akihiko Ohwatashi, Akira Yoshida

    TheScientificWorldJournal   2013   493656 - 493656   2013年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Stretching is a stimulation of muscle growth. Stretching for hours or days has an effect on muscle hypertrophy. However, differences of continuous stretching and repetitive stretching to affect muscle growth are not well known. To clarify the difference of continuous and repetitive stretching within a short duration, we investigated the gene expression of muscle-related genes on stretched skeletal muscles. We used 8-week-old male Wistar rats (N = 28) for this study. Animals medial gastrocnemius muscle was stretched continuously or repetitively for 15 min daily and 4 times/week under anesthesia. After stretching, muscles were removed and total RNA was extracted. Then, reverse transcriptional quantitative real-time PCR was done to evaluate the mRNA expression of MyoD, myogenin, and embryonic myosin heavy chain (MyHC). Muscles, either stretched continuously or repetitively, increased mRNA expression of MyoD, myogenin, and embryonic MyHC more than unstretched muscles. Notably, repetitive stretching resulted in more substantial effects on embryonic MyHC gene expression than continuous stretching. In conclusion, passive stretching for a short duration within a week is effective in increasing myogenic factor expression, and repetitive stretching had more effects than continuous stretching for skeletal muscle on muscle growth. These findings are applicable in clinical muscle-strengthening therapy.

    DOI: 10.1155/2013/493656

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  • A new non-human primate model of photochemically induced cerebral infarction. 国際誌

    Satoshi Ikeda, Katsuhiro Harada, Akihiko Ohwatashi, Yurie Kamikawa, Akira Yoshida, Kazumi Kawahira

    PloS one   8 ( 3 )   e60037   2013年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    BACKGROUND AND PURPOSE: Rat models of photochemically induced cerebral infarction have been readily studied, but to date there are no reports of transcranial photochemically induced infarctions in the marmoset. In this report, we used this non-human primate as a model of cerebral thrombosis and observed the recovery process. METHODS: Five common marmosets were used. Cerebral ischemia was produced via intravascular thrombosis induced by an intravenous injection of Rose Bengal and irradiation with green light. After inducing cerebral infarction, we observed the behavior of marmosets via a continuous video recording. We evaluated maximum speed, mean speed, and distance traveled in 1 min. In addition, we evaluated scores for feeding behavior, upper limb grip, and lower limb grip. We confirmed the infarct area after cerebral infarction using 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride staining in a separate marmoset. RESULTS: We found functional decreases 2 days after creating the cerebral infarction in all measurements. Total distance traveled, average speed, upper limb score, and feeding behavior score did not recover to pre-infarction levels within 28 days. Maximum speed in 1 min and lower limb score recovered 28 days after infarction as compared to pre-infarction levels. We confirmed the infarct area of 11.4 mm × 6.8 mm as stained with 2,3,5-triphenyltetrazolium chloride. CONCLUSION: We were able to create a primate photothrombosis-induced cerebral infarction model using marmosets and observe functional recovery. We suggest that this is a useful model for basic research of cerebral infarction.

    DOI: 10.1371/journal.pone.0060037

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  • Effect of menthol on detrusor smooth-muscle contraction and the micturition reflex in rats. 国際誌

    Yoshiko Nomoto, Akira Yoshida, Satoshi Ikeda, Yurie Kamikawa, Katsuhiro Harada, Akihiko Ohwatashi, Kazumi Kawahira

    Urology   72 ( 3 )   701 - 5   2008年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    OBJECTIVES: To investigate the effects of menthol, an activator of the temperature-sensitive transient receptor potential family member TRPM8, on detrusor smooth-muscle contraction and the micturition reflex in rats. METHODS: We evaluated the effect of intravesical infusion of 1 or 3 mM menthol by cystometry in conscious female Sprague-Dawley rats. Some of the animals were pretreated with 125 mg/kg capsaicin subcutaneously 4 days earlier. The parameters measured were voided volume (VV), residual volume (RV), volume threshold for inducing micturition (VT), voiding efficiency (VE), micturition pressure (MP), and pressure threshold for inducing micturition (PT). Strips of detrusor muscle were mounted in organ baths to study the effect of menthol on the contractile response to 0.01 mM carbachol. RESULTS: Intravesical infusion of 3 mM menthol reduced VV by 20%, VT by 19%, and PT by 31%. RV, VE, and MP were unaltered. Capsaicin pretreatment had no effect on baseline cystometric parameters, and 3 mM menthol caused similar reductions in VV (24%), VT (22%), and PT (30%), while having no effect on RV, VE, and MP. Menthol at 0.1, 0.3, and 1 mM inhibited carbachol-induced contractions by 10.7%, 36.7%, and 97.3%, respectively. CONCLUSIONS: Our results demonstrated that intravesical infusion of menthol facilitated the micturition reflex, and capsaicin pretreatment had no effect on this response. Menthol inhibited carbachol-induced contraction of the detrusor smooth muscle. This suggests that intravesically infused menthol cannot relax detrusor muscle, and acts on capsaicin-resistant afferents (probably through TRPM8 in urothelium or sensory nerve endings) to facilitate the micturition reflex.

    DOI: 10.1016/j.urology.2007.11.137

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  • Functional recovery and expression of GDNF seen in photochemically induced cerebral infarction. 国際誌

    Keisuke Horinouchi, Satoshi Ikeda, Katsuhiro Harada, Akihiko Ohwatashi, Yurie Kamikawa, Akira Yoshida, Yoshiko Nomoto, Seiji Etoh, Kazumi Kawahira

    The International journal of neuroscience   117 ( 3 )   315 - 26   2007年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Glial cell line-derived neurotrophic factor (GDNF) is a potent neurotrophic factor involved in the survival and proliferation of neurons. However, there have been few reports examining the relationship between GDNF and functional recovery after cerebral infarction. The authors investigated the change in the expression of GDNF proteins during functional recovery in rats following photochemically induced cerebral infarctions. Functional recovery for the first 14 days after the infarction was evaluated using a beam-walking test. The number of GDNF-like immunoreactive cells around the infarction were counted at various times (24 h, 72 h, 7 days, and 14 days) post-infarction. Immunohistochemical analysis of brain sections showed that the expression of GDNF-like immunoreactive cells was significantly increased in the temporal cortex until 7 days on the side ipsilateral to the infarction, and had decreased by 14 days. Likewise, the functional recovery of paralysis was substantial until 7 days post-infarction, after which the improvement was mild. Therefore, the expression of GDNF protein might have some relationship with the functional recovery of paralysis. There are great hopes that GDNF could be used as a therapeutic agent for cerebral infarction.

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  • Short-term effects of thermotherapy for spasticity on tibial nerve F-waves in post-stroke patients. 国際誌

    Shuji Matsumoto, Kazumi Kawahira, Seiji Etoh, Satoshi Ikeda, Nobuyuki Tanaka

    International journal of biometeorology   50 ( 4 )   243 - 50   2006年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Thermotherapy is generally considered appropriate for post-stroke patients with spasticity, yet its acute antispastic effects have not been comprehensively investigated. F-wave parameters have been used to demonstrate changes in motor neuron excitability in spasticity and pharmacological antispastic therapy. The present study aimed to confirm the efficacy of thermotherapy for spasticity by evaluating alterations in F-wave parameters in ten male post-stroke patients with spastic hemiparesis (mean age: 49.0+/-15.0 years) and ten healthy male controls (mean age: 48.7+/-4.4 years). The subjects were immersed in water at 41 degrees C for 10 min. Recordings were made over the abductor hallucis muscle, and antidromic stimulation was performed on the tibial nerve at the ankle. Twenty F-waves were recorded before, immediately after, and 30 min following thermotherapy for each subject. F-wave amplitude and F-wave/M-response ratio were determined. Changes in body temperature and surface-skin temperature were monitored simultaneously. The mean and maximum values of both F-wave parameters were higher on the affected side before thermotherapy. In the post-stroke patients, the mean and maximum values of both parameters were significantly reduced after thermotherapy (P<0.01). Hence, the antispastic effects of thermotherapy were indicated by decreased F-wave parameters. Body temperature was significantly increased both immediately after and 30 min after thermotherapy in all subjects. This appeared to play an important role in decreased spasticity. Surface-skin temperature increased immediately after thermotherapy in both groups and returned to baseline 30 min later. These findings demonstrate that thermotherapy is an effective nonpharmacological antispastic treatment that might facilitate stroke rehabilitation.

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  • Impaired visuo-motor skills in the unaffected lower limb of patients with stroke. 国際誌

    Kazumi Kawahira, Megumi Shimodozono, Atsuko Ogata, Seiji Etoh, Satoshi Ikeda, Akira Yoshida, Nobuyuki Tanaka, Showzou Tsujio

    The International journal of neuroscience   115 ( 9 )   1315 - 32   2005年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    To study the motor skills of the unaffected lower limb of patients with stroke, the visuo-motor skills of the unaffected lower limb in patients with stroke was compared with those in healthy control subjects using a computerized motor skill analyzer that calculated the accuracy in the tracking task in terms of lap time and trajectory error. Trajectory errors in the task by the unaffected lower limb in the patients with stroke were significantly greater than those in the lower limb of healthy control subjects. These results suggest that patients with stroke have impaired visuo-motor skills of the unaffected lower limb.

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  • Induction of myogenin messenger ribonucleic acid in rat skeletal muscle after 1 hour of passive repetitive stretching

    S Ikeda, A Yoshida, S Matayoshi, K Horinouchi, N Tanaka

    ARCHIVES OF PHYSICAL MEDICINE AND REHABILITATION   85 ( 1 )   166 - 167   2004年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:W B SAUNDERS CO  

    Ikeda S, Yoshida A, Matayoshi S, Horinouchi K, Tanaka N. Induction of myogenin messenger ribonucleic acid in rat skeletal muscle after 1 hour of passive repetitive stretching. Arch Phys Med Rehabil 2004;85:166-7.
    Objective: To investigate the effect of repetitive passive stretch of living rat muscle on myogenin messenger ribonucleic acid (mRNA) expression.
    Design: Case-controlled study.
    Setting: University laboratory.
    Animals: Seventeen female 8-week-old Wistar rats.
    Interventions: Repetitive stretch (15 times/min) was performed manually on gastrocnemius muscle of anesthetized rats for 15, 30, and 60 minutes.
    Main Outcome Measures: Total RNA was extracted, after the animals were killed, from the gastrocnemius muscle, and Northern blotting was performed using oligonucleotide complementary to myogenin.
    Results: Repetitive stretch to gastrocnemius muscles of anesthetized rats for 1 hour induced a 21.5% increase in the expression of myogenin mRNA.
    Conclusions: Repetitive passive stretch of the rat skeletal muscle for 60 minutes induced the expression of myogenic transcription factor myogenin mRNA. These findings suggest the clinical utility of passive repetitive stretch to maintain muscle strength in patients who are unconscious or paralyzed.

    DOI: 10.1016/S0003-9993(03)00406-4

    Web of Science

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  • Home-hased Cardiuc Rehabilitation

    Journal of Japanese Academy of Home Care Physicians   4   41 - 46   2003年

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  • 在宅心臓リハビリテーション

    日本在宅医学会雑誌   4   41 - 46   2003年

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  • Repetitive stretch induces c-fos and Myogenic nRNA within several hours in rat removed skeltal muscle

    Archives of Physical Medicine and Rehabilitaion   84   41 - 423   2003年

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  • Cardiac failure and rehabilitation

    Deagnosis and Treatment   90 suppl, 195-203   2002年

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  • 分子生物学的観点からみたストレッチと筋力増強

    池田聡

    総合リハビリテーション   30, 1065-1068   1065 - 1068   2002年

  • 心不全とリハビリテーション

    診断と治療   90 suppl, 195-203   2002年

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  • Muscle exercise and stretching from the view point of molecular biology

    Sogo Rehabilitation   30, 1065-1068   2002年

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  • Passive repetitive stretch for one hour induced myogenin mRNA in the rat skeletal muscle 査読

    S Ikeda, A Yoshida, S Matayoshi, N Tanaka

    1ST WORLD CONGRESS OF THE INTERNATIONAL SOCIETY OF PHYSICAL AND REHABILITATION MEDICINE (ISPRM I)   177 - 181   2001年

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:MEDIMOND S R L  

    Mechanical stretch has been considered to be a growth stimulation for muscle cells. We have shown repetitive stretch induced c-fos and myogenin mRNA in the removed muscle tissues. In the present study we investigated the effect of repetitive passive stretch to rat muscle on myogenin mRNA in vivo. Seventeen female Wister rats aged 8 weeks were used. Repetitive stretch (15 times / min) to gastrocnemius muscles were performed in vivo. Stretch was done for 15, 30, 60 minutes. Twenty-four hours after stimulations, RNA was extracted from the muscle and northern blotting was done using myogenin oligonucleotide as plobes. Increased expression of myogenin mRNA was observed in the gastrocnemius muscles by repetitive stretch for 1 hour. The increased expression of myogenin mRNA is thought to indicate muscle cell growth by repetitive passive stretch for one hour.

    Web of Science

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  • Application of Molecular biology for Rehabilitaiton Medicine

    Journal of Clinical Rehabilitation   10, 334-337   2001年

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  • 分子生物学のリハビリテーション医学への応用

    池田 総, 吉田 輝, 又吉 達, 田中 信行

    Journal of Clinical Rehabilitation   10, 334-337 ( 3 )   225 - 226   2001年

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    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人日本リハビリテーション医学会  

    CiNii Books

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  • Spinal cord transection induced c-fos protein in the rat motor cortex. 国際誌

    S Ikeda, S Nakagawa

    Brain research   792 ( 1 )   164 - 7   1998年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Spinal cord transection at the middle thoracic level induced the expression of c-Fos protein in the rat motor cortex detected with the immunohistochemical study. At 1 h after transection, maximal expression of c-Fos was seen in the frontal cortex and hindlimb area of the cortex. c-Fos-like immunoreactive neurons were recognized in the second to sixth layers of these cortices, although the axotomized neurons were located only in the fifth layer of these cortices. A significant difference of c-Fos-like protein expression was observed between the spinal transected group and the sham operated group 1 h after the operation. These results indicate that each layer of the motor cortical column is activated and that there is a correlation between alteration of the neuronal network and functional plasticity.

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Works(作品等)

  • Clinical and Experiential Study of No Autonomic Agents for Neurogenic Blodder

    2000年
    -
    2002年

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  • 神経因性膀胱に関する新しい自律*の臨床的および実験的研究

    2000年
    -
    2002年

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  • 神経・筋のリハビリテーション効果発現機序の分子生物学的研究

    1998年
    -
    2000年

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  • Molecularbiological Study of the effect of Neuro-Muscular Rehabilitation

    1998年
    -
    2000年

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受賞

  • 第14回日本リハビリテーション医学専門医会 最優秀学術研究賞

    2002年  

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    受賞国:日本国

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  • Best Poster of Academy's myogenical pain special interest group

    2002年  

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  • Award of New Millenuim Asian Symposium on Rehabilitation Medicine

    2001年  

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  • 第12回日本リハビリテーション医学専門医会 最優秀学術研究賞

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共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 骨格筋他動的伸長刺激による筋力増強と栄養因子に関する分子生物学的検討

    研究課題/領域番号:22K11362  2022年4月 - 2025年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    池田 聡, 千葉 春子, 遠山 晴一

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    配分額:4160000円 ( 直接経費:3200000円 、 間接経費:960000円 )

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  • 高齢ラットにおけるストレッチによる筋力増強効果の分子生物学的検討

    研究課題/領域番号:16K01445  2016年4月 - 2020年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    池田 聡, 生駒 一憲

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    配分額:4680000円 ( 直接経費:3600000円 、 間接経費:1080000円 )

    本研究は、高齢動物における機械的伸長刺激の筋力増強効果を調べるため麻酔下で高齢動物の骨格筋に他動伸長を加え、筋関連転写因子などのmRNA発現を定量遺伝子増幅装置を用いたリアルタイムRT-PCR 法を用いて計測した。麻酔下の他動的ストレッチにより高齢モデル動物において骨格筋重量の増加、筋断面積筋の増大、Akt、P70S6K、Myf5、4EBP1の遺伝子発現増加が認められた。このことにより、他動的機械刺激が筋組織の増大を促進する可能性が示唆され、臨床において、高齢者の筋力増強、自力で筋力増強が困難な種々の疾患における筋力増強を促すことができる可能性を示すことができた。

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  • 神経伝達物質や神経栄養因子を指標としたリハビリテーションアプローチの基礎的研究

    研究課題/領域番号:26350575  2014年4月 - 2017年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    大渡 昭彦, 池田 聡, 吉田 輝

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    配分額:4810000円 ( 直接経費:3700000円 、 間接経費:1110000円 )

    マイクロダイアリシス法を使用して、モノアミン細胞外濃度変化を線条体、海馬、皮質、後肢領域で測定した。それぞれの部位における、モノアミン細胞外濃度変化の推移を、日常の行動下で確認した。脳梗塞モデルを作成し、トレッドミル運動がモノアミン細胞外濃度変化に与える影響の変化を、脳梗塞作成後3日、7日、14日で比較検討した。セロトニンとノルエピネフリンの運動による変化が14日で著名に増加していた。今後は機能回復と関連する他の部位の変化も検討し、例数を増やしながら更なる検討を行いたい。

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  • 温度受容体の神経因性膀胱の病態への関与の解明

    研究課題/領域番号:24500594  2012年4月 - 2016年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    吉田 輝, 池田 聡, 川平 和美, 大渡 昭彦

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    配分額:5200000円 ( 直接経費:4000000円 、 間接経費:1200000円 )

    覚醒ラットと無麻酔除脳ラットで温熱が排尿反射へ与える影響を検討した。膀胱内への温熱刺激は、排尿閾値圧、静止圧、排尿反射の第2相収縮圧を低下させ、膀胱の進展性を増加させた。一方、S1皮膚分節レベルの皮膚への温熱刺激は、排尿反射の第2相収縮圧を低下させたが、静止圧は上昇させ、排尿閾値圧や膀胱の進展性に影響を及ぼさなかった。以上のことから膀胱内と皮膚表面への温熱刺激は、異なる機序で排尿反射に影響を及ぼすと考えられた。

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  • 神経損傷防御の基盤研究とトランスレーショナルリサーチ

    研究課題/領域番号:23249079  2011年4月 - 2016年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    塩田 清二, 土肥 謙二, 中町 智哉, 宮田 篤郎, RAKWAL RANDEEP, 大滝 博和, 池田 聡

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    配分額:46410000円 ( 直接経費:35700000円 、 間接経費:10710000円 )

    PACAPはVIP/glucagon/secretinファミリーに属するペプチドであり3種類の受容体を持ち、神経系のみならず末梢臓器においてもPACAPは重要な機能を持つ。我々はすでにPACAPが遅発性神経細胞死を防御することをげっ歯類の脳・脊髄において証明した。我々は、PACAPがCRMP2という軸索伸長因子の発現を亢進させて運動機能を回復することが脊損モデル動物を使った研究で明らかにした。さらに我々は霊長類のマーモセットを用いて脳虚血後のPACAPの神経再生・新生の実験を現在行っている。ヒトにおいてPACAPは脳梗塞や脳虚血に対して有効な治療法として臨床応用される可能性がある。

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  • 脳損傷後の学習能力や運動機能改善と神経栄養因子や神経伝達物質の変化に関する研究

    研究課題/領域番号:23500594  2011年 - 2013年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    大渡 昭彦, 池田 聡, 吉田 輝, 川平 和美

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    配分額:4680000円 ( 直接経費:3600000円 、 間接経費:1080000円 )

    マイクロダイアリシスを使用して、モノアミンの変化を線条体、海馬、皮質、皮質後肢領域、腹側被蓋野で測定した。それぞれの部位におけるモノアミンの細胞外濃度の違いを確認した。また、これまでの研究で強制的に運動させることで、モノアミンの細胞外濃度が高くなることを確認している。しかし、強制的に運動させることは神経活動が活発になっても、機能回復にとって効率的とは考えにくい。そこで今後、我々は報酬物質としてのドーパミンの変化に着目して、効率的に機能を回復させる方法を検討する。

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  • 筋力増強・廃用性筋力低下における筋代謝マーカーの分子生物学的検討と臨床応用

    研究課題/領域番号:21300201  2009年 - 2011年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    池田 聡, 吉田 輝, 上川 百合恵, 大渡 昭彦, 川平 和美, 上川 百合恵

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    配分額:17290000円 ( 直接経費:13300000円 、 間接経費:3990000円 )

    リハビリテーション医療において、廃用性筋力低下、筋力増強は非常に重要であるが、分子生物学的視点から筋力増強をとらえ、解析した研究は近年まで殆んど見られなかった。そこで、筋力増強モデルを用い、筋関連の転写因子、成長因子・筋構成タンパクの遺伝子およびタンパク発現を解析するためリアルタイムRT-PCR法によりmRNA発現定量をおこなった。また、denervation modelを用いてmyostatinの定量をおこなった。

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  • 温度受容体の神経因性膀胱治療への応用に向けた基礎的研究

    研究課題/領域番号:21500479  2009年 - 2011年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    吉田 輝, 池田 聡, 大渡 昭彦, 川平 和美

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    配分額:4420000円 ( 直接経費:3400000円 、 間接経費:1020000円 )

    ラットの摘出排尿筋収縮への温熱の影響と排尿反射への温熱とラズベリーケトン膀胱内注入の影響を調べた。温熱は、摘出排尿筋の高濃度Kとカルバコールによる収縮反応を抑制し、静止張力と自発収縮の振幅を低下させた。カルバコール収縮の抑制には細胞内Ca動態の抑制が関与していた。また温熱により排尿反射の排尿閾値圧、排尿時膀胱内圧、基礎圧の低下傾向を認め、ラズベリーケトンの膀胱内注入は排尿反射に影響を及ぼさなかった。

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  • 運動療法の効果と神経栄養因子や神経伝達物質の変化に関する研究

    研究課題/領域番号:20500453  2008年 - 2010年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    大渡 昭彦, 池田 聡, 吉田 輝, 川平 和美

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    配分額:3640000円 ( 直接経費:2800000円 、 間接経費:840000円 )

    マイクロダイアリシスを使用して、運動によるモノアミンの変化を線条体と海馬で測定した。トレッドミル走行によるモノアミンの細胞外濃度変化は、セロトニンとノルエピネフリンは運動中に増加して運動後は元に戻るが、ドーパミンは運動中よりも運動後にピークがみられる傾向がみられた。トレッドミルのトレーニングを1週間行うことにより、線条体で大きな変化は認められなかったが、海馬ではトレーニング前よりもトレーニング後の方が走行中のセロトニン濃度が高くなる傾向がみられた。

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  • 霊長類脳梗塞片麻痺モデルにおける機能回復とリハビリテーションアプローチ

    研究課題/領域番号:19300192  2007年 - 2008年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    池田 聡, 大渡 昭彦, 吉田 輝, 川平 和美, 上川 百合恵, 原田 雄大

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    配分額:13910000円 ( 直接経費:10700000円 、 間接経費:3210000円 )

    本研究は、霊長類であるマーモセットを用い、中枢神経障害の回復過程と回復促進の要因を明らかにしようとするものである。
    大脳および脊髄など中枢神経の可塑性については、これまで様々な研究が行われてきたが、機能回復を促す刺激や効率についての検討は経験的なものが多く、科学的な検討はほとんど行われていなかった。光感受性脳血栓モデルはラットを用いてWatson ら(Neurology 1985)により確立した方法で、ローズベンガルという色素(食紅の一種で無害と考えられている)を静脈内に投与し、緑色の光線を経頭蓋的に照射することにより血管内で血小板を活性化させ、血小板凝集による脳血栓を作製するもので、この方法の最大の利点は、開頭を必要としないという点であり、開頭操作による梗塞直後の影響を除外できる。また、照射領域のみに梗塞をおこすため動脈閉塞モデルなどと比較し、梗塞領域、程度に安定した結果が得られるものである。平成20 年度は霊長類脳梗塞片麻痺モデルの作成および麻痺の評価、動作解析を行った。吸入麻酔イソフルランを用い深麻酔下でマーモセットに光感受性色素ローズベンガルを静注し運動皮質に緑色の光線を照射し、血小板を励起することにより血管内微小血栓を生じさせ、照射部位に脳梗塞を作製、脳梗塞片麻痺モデルを作成した。梗塞作成後梗塞の対側片麻痺が認められた。上肢の脳梗塞片麻痺の粗大運動機能、巧緻運動機能、協調運動機能などを評価として長時間ビデオ撮影による記録を行い、動作解析ソフトにより動作解析を行った。梗塞作成後、患側上肢機能低下、粗大運動機能低下、協調運動機能低下を認め、次第に回復が認められ、8 週間後にほぼ梗塞前の機能に回復が認められた。

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  • 神経因性膀胱における温度受容体の機能に関する研究

    研究課題/領域番号:19500449  2007年 - 2008年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    吉田 輝, 池田 聡, 大渡 昭彦, 川平 和美, 上川 百合恵, 下園 由理香

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    配分額:3770000円 ( 直接経費:2900000円 、 間接経費:870000円 )

    脊髄損傷ラットと正常ラットを用い、寒冷受容体TRPM8の作動薬のメントール、熱受容体TRPV1の作動薬のカプサイシンと類似構造を持つラズベリーケトンと42℃の温熱が排尿機能へ与える影響を調ベ、メントールが膀胱平滑筋の弛緩作用を持ち、メントールの膀胱内注入が脊髄損傷ラットの膀胱容量を増加させること、ラズベリーケトンと42℃の温熱が膀胱平滑筋の弛緩作用を持つことを明らかにした。

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  • 脳の神経栄養因子の発現と脳の可塑性を促す早期運動療法に関する研究

    研究課題/領域番号:18500410  2006年 - 2007年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    大渡 昭彦, 池田 聡, 川平 和美, 吉田 輝, 坂江 清弘

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    配分額:2000000円 ( 直接経費:1700000円 、 間接経費:300000円 )

    本研究の目的は、早期に行われる運動が中枢神経の可塑性に与える影響を明らかにしようとするものである。18年度の研究では、脳梗塞モデルラットを作成して単純な運動(ラット用トレッドミル運動)と複雑な運動(棒渡り運動)を行わせると、複雑な運動を行った方が機能の回復が早いことを示した。
    19年度の研究では、運動機能の回復と神経栄養因子などの発現との関係を免疫組織学的に検討した。我々のモデルではコントロール群と運動群において、アポトーシスと関連の深いcaspase-3や軸索の伸張と関連のあるGap43の発現に違いは認められなかった。しかし、神経栄養因子の1つであるGDNFは脳梗塞作成後3日目においてコントロール群と比較して運動を行わせたグループの梗塞周囲に多く発現がみられた。脳梗塞作成後3日目は運動機能の回復が最も著しい時期であり、機能回復とGDNFの関連を示唆する結果であった。
    GDNFに関しては神経保護作用の報告が多いが、今回の結果では神経保護作用というよりはむしろ脳の可塑性に関与している可能性が考えられた。脳の可塑性はリハビリテーションにおいて重要なテーマである。運動と脳の可塑性の関係が明らかになることによって、根拠に基づいたリハビリテーション医療を実現することが可能になると考えられる。今後、運動によって神経栄養因子の発現が誘導されるまでの、シグナリングカスケードを明らかにできるように研究を発展させていきたい。

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  • リハビクテーションアプローチの筋肉増強に与える効果についての研究―転写因子、成長因子発現の分子生物学的解析

    2005年 - 2007年

    科学研究費補助金 

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    資金種別:競争的資金

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  • 脳梗塞後の運動療法による麻痺回復に関わる脳内物質の研究

    研究課題/領域番号:17300186  2005年 - 2006年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    川平 和美, 吉田 輝, 池田 聡, 大渡 昭彦

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    配分額:12900000円 ( 直接経費:12900000円 )

    脳梗塞後の麻痺回復に関わる脳内物質について検討するため、感覚運動野領域上に560nmの光線を照射しながら光感受性物質ローズベンガルを静注することにより作製される脳梗塞のモデルラットを用い、以下の検討を行なった。なお麻痺の評価には棒上歩行時の後肢の動きから1〜7までの7段階で評価するFeeneyのscaleを用いた。
    1.脳梗塞後の麻痺回復過程とGDNFの発現の変化
    脳梗塞後2週間の麻痺回復の経過とGDNFの発現を調べ、麻痺:回復は梗塞後1週間に著明であること、またその時期に梗塞巣周囲のGDNFの発現が増加することを明らかにした。
    2.脳梗塞後の麻痺の回復への運動療法の効果
    脳梗塞作製後、トレッドミルまたは棒上歩行訓練を行い、自然経過群と麻痺回復の差を比較した。自然経過群と比較して、訓練群では麻痺回復が早く、また棒上歩行訓練群がトレッドミル歩行訓練群よりもより回復が早かったことから、運動療法が麻痺回復を促進すること、またより複雑な運動の効果が高いことが明らかになった。
    3.両側脳梗塞モデルの麻痺の回復過程の評価
    1回目の脳梗塞作製後2週間後に反対側にも脳梗塞を作製したときの麻痺回復の評価を行ない、一側の脳梗塞では2週間で正常に近い状態まで回復したが、両側梗塞作製後は麻痺のスケールは2週間後でも3.5にとどまり、麻痺回復における対側皮質の重要性が示唆された。
    4.エダラボン投与による麻痺回復への影響
    脳梗塞後1週間エダラボンの腹腔内投与を行い、麻痺回復への影響を評価し、エダラボン投与群では1週間後の梗塞領域の縮小と麻痺回復の促進が認められ、また投与24時間後の梗塞境界領域におけるcaspaseの発現がエダラボン投与群においてよりに認められ、エダラボンによりペナンブラ領域が拡大し、それが梗塞領域の縮小、麻痺回復の促進に関与している可能性が示唆された。

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  • リハビリテーションアプローチの筋力増強に与える効果についての研究

    研究課題/領域番号:17500361  2005年 - 2006年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    池田 聡, 吉田 輝, 川平 和美, 大渡 昭彦

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    配分額:3800000円 ( 直接経費:3800000円 )

    本研究は、リハビリテーションアプローチによる筋力増強効果を分子生物学的手法を用いて転写因子・成長因子の解析を行い、動物モデルおよび臨床においてより効果的な筋力増強法を開発しようとするものである。ラットの筋に運動負荷、電気刺激、ストレッチなどのリハビリテーションアプローチを行い、リアルタイムRT-PCR法を用いて筋組織における転写因子・成長因子mRNAの発現を測定し検討する。刺激前後の筋張力、断面積、転写因子などの測定を行う。ラット脳梗塞モデルおよび廃用性筋萎縮モデルを用い疾患モデルでの検討を行う。本年度は、筋を肥大させる作用を持つ筋関連の転写因子および筋組織の成長因子・筋構成タンパク遺伝子発現を解析するため定量遺伝子増幅装置を用いたリアルタイムRT-PCR法を用いMGF、IGF、FGFなどの筋成長因子、myogenin、MyoDなどの筋特異的転写因子のmPNA発現につき解析の可能な条件設定をおこなった。また、他動的ストレッチ刺激を加え、腓腹筋を摘出し、RNAの抽出を行い、リアルタイムRT-PCR法にて各mRNAの発現定量を行った。
    この結果他動的反復ストレッチ刺激および他動的持続ストレッチ刺激を加えると骨格筋における成長因子のMGF/Myogenin/MyoD/MHCのmRNA発現増加が見られ、これは1日15分のストレッチを週4回行うことにより誘発することができた。また、持続伸長より反復伸長がより効果的であることが判明した。このことは臨床リハビリテーションにおける筋力維持訓練として施行可能な内容であり、意識障害などのある患者の筋力維持に筋の他動的ストレッチが有効である可能性を示唆しており、今後の臨床応用が期待される

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  • 脳血栓片麻痺モデルラットを用いた麻痺回復効果に関する分子生物学的研究

    研究課題/領域番号:15500367  2003年 - 2004年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    池田 聡, 吉田 輝, 田中 信行, 中河 志朗

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    配分額:3600000円 ( 直接経費:3600000円 )

    本研究は、中枢神経障害のリハビリテーションにおける中心的メカニスムと考えられる中枢神経の可塑性と種々の刺激との関連を検討し、中枢神経障害の回復過程と回復促進の要因を明らかにしようとするものである。脳卒中などの中枢神経障害の回復に関するメカニズムとして、病巣の改善のみでなく中枢神経の可塑性が大きな役割を果たしていることが明らかにされてきた。Kaasらは脳の大脳皮質損傷後残存している皮質の機能再構築により失った機能を獲得していることを報告した。Nudoらは猿の大脳皮質運動野損傷による麻痺が、麻痺した手指運動の反復により運動野における手指支配領域の拡大を伴って回復することを示している。池田らは、脊髄損傷モデルを用い、大脳運動皮質の転写因子活性が受傷直後から生じていることを報告した。しかし、どのような刺激がより有効であるかについての研究はなされていない。本研究は中枢神経障害の回復促進を促す刺激の性状を明らかにし、脳卒中や脊髄損傷などの中枢神経障害のリハビリテーションの効率化を促すものである。
    ラットの脳梗塞モデルとして光感受性色素ローズベンガルを用い運動皮質に560nmの光線を照射することにより脳梗塞片麻痺モデルを作成した。この脳梗塞片麻痺ラットの麻痺を評価するため、Beam Walking Testを用い麻痺の回復過程、神経栄養因子などの発現を検討し、麻痺の回復過程で神経栄養因子GDNFの発現が有意に増加していることが判った。また、GDNFが増加している期間に、麻痺の回復を促進するリハビリテーションアプローチ行い、回復促進効果について検討を行った。この結果、リハビリテーションアプローチは麻痺の回復を促進することが確認され、単純な運動より適切な動作を反復して訓練した方が機能回復をより促すことが見出された。

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  • 筋力増強の分子生物学的研究-リハビリテーションアプローチによる転写促進効果の検討

    研究課題/領域番号:15300204  2003年 - 2004年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    田中 信行, 池田 聡, 吉田 輝, 中河 志朗, 堀ノ内 啓介

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    配分額:7500000円 ( 直接経費:7500000円 )

    本研究は、筋力増強の分子生物学的メカニズムについて解析を行い、動物モデルおよび臨床において筋力増強促進の要因を明らかにしようとするものである。リハビリテーション医療において筋力増強は非常に重要であるが、分子生物学的視点から筋力増強をとらえ、解析した研究は殆んど見られなかった。我々は筋力増強の基盤は、遺伝子転写促進による筋蛋白の合成という観点から捕らえなおし、筋力増強の効率的な方法を確立すると共に、筋力増強を促進する薬剤や刺激の検討を行うことを計画した。筋力増強に関する研究は、これまで筋の張力に関する研究、筋肥大に関する研究、筋線維の特性などに関するものが多く、分子生物学的視点からの研究はまだ僅かである。我々は、分子生物学を基盤とした筋肥大および筋力増強の解析を行い、筋の他動的ストレッチが筋力維持に有効であることを報告し評価を得ており、リアルタイムRT-PCR法は発現したmRNAを増幅し定量できるためより詳細な遺伝子発現調節の解析を行うことができると考えられる。
    RT-PCR法による筋特異的転写因子および筋関連の成長因子などのmRNA定量法の確立を行った。また、ラットに対する蛋白同化ステロイド投与の効果、機械的伸展刺激に対するMechano growth factor, Glial cell line delived neurotorophic factor等の発現および持続伸長、反復伸長など機械的伸長刺激の方法などにつき検討を行い持続伸長より反復伸長のほうがより筋の成長、筋力増強を促し、タンパク同化ステロイドはその効果を促進することが示唆された。

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  • 脊髄損傷及び脳梗塞ラットを用いた神経因性膀胱における排尿制御機構の検討

    研究課題/領域番号:15500371  2003年 - 2004年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    吉田 輝, 池田 聡, 川平 和美, 田中 信行

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    配分額:3600000円 ( 直接経費:3600000円 )

    1.膀胱エンドセリン受容体の排尿反射への関与の検討
    覚醒下シストメトリーでET-1の膀胱内注入を行った結果、10^<-6>M〜10^<-5>Mの濃度で排尿間隔の短縮を認め、その作用はET_A受容体拮抗薬BQ123で抑制がされたが、ET_B受容体拮抗薬BQ788では抑制されず、ET_B受容体作動薬sarafotoxun S6cの膀胱内注入では変化を認めなかった。このことより膀胱ET_A受容体の活性化は排尿反射を誘発するものと考えられた。
    2.排尿筋収縮に対するメントールの作用の検討
    摘出排尿筋標本でマグヌス法にてacetylcholine、α,β-methyleneATPによる収縮反応に対するメントールの作用を調べた結果、0.1〜1mMのメントール存在下では両者による収縮反応が著明に抑制された。
    3.排尿反射に対するメントールの作用の検討
    ウレタン麻酔下のシストメトリーで3mMのメントールの膀胱内注入を行った結果、排尿間隔の有意な短縮を認め、カプサイシン感受性C線維を脱感作したラットでも同様な変化が観察された。
    2.3.の結果よりメントールは排尿筋の収縮抑制作用をもつが、膀胱内注入ではカプサイシン感受性C線維に非依存的に排尿反射を誘発するものと考えられた。
    4.脊髄損傷ラットの排尿反射に対するメントールの作用の検討
    中位胸髄レベルで脊髄損傷を作製。数週後に覚醒下シストメトリーを実施し、メントールの膀胱内注入を行った結果、1〜3mMの濃度で膀胱容量は増加、排尿量は減少、残尿量は増加し、排尿時膀胱内圧は低下した。これは脊髄損傷ラットではメントールの排尿筋収縮の抑制作用が主に現れることによると考えられ、この結果は間欠導尿により排尿管理を行っている脊髄損傷患者へのメントール膀胱内注入が膀胱容量の増加、失禁尿の減少といった臨床上の有用性を有する可能性を示すものであると考えられる。

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  • Reorganization of Central Nervous System

    2001年 - 2004年

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    資金種別:競争的資金

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  • 中枢神経の機能再構築

    2001年

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  • Molecular Biolgical Mechanism of Muscle Exercise

    1998年 - 2000年

    Grant-in-Aid for Scientific Research 

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  • 筋力増強の分子生物学的メカニズム

    1998年

    科学研究費補助金 

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    資金種別:競争的資金

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  • Functional Recovery of Brain

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    資金種別:競争的資金

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  • 脳の機能回復

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    資金種別:競争的資金

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