細胞外小胞によるマクロファージ制御と糖尿病性微小血管症に対する新規物理療法の開発

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本研究では糖尿病性微小血管症を予防するための新規物理療法の開発を実施する。物理的な刺激として超音波照射による検証と気圧・酸素濃度変動を制御できる新たな装置を開発することを目的としている。骨格筋細胞に対する超音波照射は細胞から放出されるエクソソームを増加できることが観察され，放出されたエクソソームがマクロファージの炎症作用を抑制することが確認できた。メタボロ解析により本作用には免疫応答遺伝子IRG1発現増加によるイタコン酸の産生を増加させることによる作用と考えられた。本検証で骨格筋から放出されるエクソソームの有用性が確認できたために気圧・酸素濃度変動によるエクソソームの検証を実施した。低酸素環境は通常酸素環境に比較して筋芽細胞の増殖を促進させることが観察され、さらにRNAシーケンスによるKEGGパスウェイ解析で低圧低酸素環境下では低酸素環境に比較してPI3K-Aktシグナリングパスウェイに差が認められた。また、低酸素環境は通常酸素環境に比較して筋芽細胞からのエクソソーム放出を促進させ、マクロファージの炎症抑制が増強されることが観察された。また、低酸素環境下での筋芽細胞からのエクソソーム放出促進には、HIF-1αとRab39bが関与していることが示唆された。これらの結果から低圧低酸素環境は筋芽細胞の増殖を効果的に促進する環境であることが明らかになったために気圧・酸素濃度変動を制御できる新たな装置の開発を進めている。