酸化ストレスと炎症に対するオキシトシン

海軍特殊戦 (NSW) のオペレーターは、さまざまな極端な環境条件と激しい身体的要求にさらされています。 高圧ガスや高酸素ガスを深部で呼吸することに加えて、長時間冷水に浸かったり、持続的な運動からの不十分な回復が個人やチームのパフォーマンスに悪影響を及ぼします。 これらの極端な状況の影響を緩和し、身体の回復をサポートできるバイオテクノロジーは、NSW の運用コミュニティにとって満たされていない重要なニーズを表しています。

オキシトシン (OT) は、局所的に脳内および骨格筋や多くの末梢標的を含む末梢の両方で幅広い作用を持っています。 OT は急性心血管ストレス反応を弱める可能性がありますが、慢性的な OT 暴露は、抗炎症効果とミトコンドリアの酸化ストレスの軽減を介して、CVD やその他の慢性疾患のリスクを軽減する可能性があります。 これらの効果は、末梢組織でのオキシトシン受容体の豊富な発現と、自己分泌的に作用する可能性が高い末梢組織でのOTの局所発現を考えると、古典的なリガンド受容体活性化によって媒介される可能性があります。 鼻腔内投与による外因性 OT は、FDA の治験用新薬 (IND) 承認済みであり、末梢組織への作用を増強する可能性のある循環 OT 濃度を増加させる簡単で安全な方法として実証されています。

全身の代謝、熱発生、ストレス反応、痛み、気分、炎症、食欲、血糖コントロール、骨格の恒常性、骨格筋の修復と再生に対する OT の多面的な効果により、利益のために外因性 OT の投与への関心が高まっています。人間の健康、パフォーマンス、回復力に。 ただし、OT が組織固有の効果 (骨格筋など) を発揮する生物学的メカニズムは、特にヒトではよくわかっていません。

このプロジェクトは、鼻腔内投与された OT が全身および骨格筋の酸化ストレスと、抵抗水泳運動と高酸素症の組み合わせストレッサーによって誘発される炎症を軽減するという中心的な仮説をテストしながら、この理解を大幅に進めるように設計されています。 有効性が実証されれば、最終的な成果物は、海底戦闘機のパフォーマンスと回復力を向上させることが期待される、投与が容易で補助的な生物学的療法になります。 計画されたプロジェクトは、人間のパフォーマンスとレジリエンスを強化するためのバイオテクノロジーの開発に焦点を当てた現在の IHMC 研究を拡張します。 中心的な仮説は、2 つの特定の目的を介して検証されます。18 ～ 39 歳の男性 N=40 を登録し、ウォッシュイン デザインを活用した厳密な二重盲検プラセボ対照無作為化試験を使用します。

具体的な目的 1. 鼻腔内 OT の効果を調べるために、集中的な抵抗水泳運動と高酸素症の組み合わせストレッサーによって誘発される全身および骨格筋の酸化ストレスと炎症を軽減します。 参加者は、48 IU 鼻腔内 OT 対プラセボ (生理食塩水) に 1:1 の分布でランダムに割り当てられます。 研究者は、1 日 4 回 (QID) の鼻腔内治療がパフォーマンスに及ぼす影響と、高酸素下でのレジスタンス スイミングに対する急性炎症性および酸化ストレス応答を、48 時間にわたる回復の経時変化とともにテストします。 血液と筋肉の酸化ストレスを評価するために、研究者は酸化ストレスによる DNA 損傷、タンパク質のカルボニル化、脂質過酸化のマーカーとともに、抗酸化酵素を測定します。 全身性炎症は 7 プレックス血清サイトカイン アレイを介して評価され、筋肉炎症は TNF-α および IL-6 シグナル伝達経路を介して評価されます。

特定の目的 2. 実証済みの分子マッピング戦略を活用して、回復の 48 時間を通じて全身および筋肉の酸化ストレスおよび炎症に対する鼻腔内 OT の影響を引き起こす可能性が高い主要な分子トランスデューサーを特定すること。 外因性OTがその効果を発揮するメカニズムに関するデータが不足していることを考えると、研究者は、高酸素下での集中的な抵抗水泳運動からの回復中に、OTとプラセボによって差別的に調節される新しい分子ネットワークと経路を特定する発見アプローチをとります。 これを達成するために、研究者は、メタボロミクス、トランスクリプトミクス (血漿と筋肉からの長い RNA と小さな RNA シーケンスの両方)、および循環細胞外小胞 (EV) の miRNA シーケンスからのデータを統合するマルチレベル モデリングを実行します。

鼻腔内 OT が有効性を実証した場合、成果物は、酸化ストレスを軽減し、高酸素下でのレジスタンス スイミング中のパフォーマンスと回復を強化する補助的な生物学的療法になります。