NAGASHIMA, Kei

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Affiliation

Faculty of Human Sciences, School of Human Sciences

Job title

Professor

Homepage URL

http://www.f.waseda.jp/k-nagashima/

Profile

Research focus is thermoregulation in humans and animals. Recent research project aims to clarify the mechanism involved in heat acclimation, and using the results develop a recipe to be heat acclimated.

Concurrent Post 【 display / non-display

  • Faculty of Commerce   School of Commerce

  • Faculty of Human Sciences   Graduate School of Human Sciences

  • Affiliated organization   Global Education Center

Education 【 display / non-display

  •  
    -
    1995

    Kyoto Prefectural University of Medicine   Graduate School, Division of Medicine  

  •  
    -
    1986

    Kyoto Prefectural University of Medicine   Faculty of Medicine  

Degree 【 display / non-display

  • MBBS

  • PhD

Research Experience 【 display / non-display

  • 2004
    -
     

    Associate Professor, Professor, Faculty of Human Sciences, Waseda University

  • 1999
    -
    2004

    Assistant Professor, School of Medicin, Osaka University

  • 1998
    -
    1999

    Fellow, Royal North Shore Hospital

  • 1995
    -
    1998

    Postdoctoral associate Yale Univ. School of Med. and The John B. Pierce Laboratory

Professional Memberships 【 display / non-display

  •  
     
     

    日本外科学会

  •  
     
     

    時間生物学会

  •  
     
     

    日本体力医学会

  •  
     
     

    American Physiological Society

  •  
     
     

    Noth American Federation of Nueroscience

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Research Areas 【 display / non-display

  • Physiology

Research Interests 【 display / non-display

  • body temperature, body fluid, temperature sensation, circadian rhythm, sex hormones, exercise physiology

Papers 【 display / non-display

  • Regular exercise stimulates endothelium autophagy via IL-1 signaling in ApoE deficient mice.

    Mitsuharu Okutsu, Mami Yamada, Ken Tokizawa, Shuri Marui, Katsuhiko Suzuki, Vitor A Lira, Kei Nagashima

    FASEB journal : official publication of the Federation of American Societies for Experimental Biology   35 ( 7 ) e21698  2021.07  [International journal]

     View Summary

    Regular exercise maintains arterial endothelial cell homeostasis and protects the arteries from vascular disease, such as peripheral artery disease and atherosclerosis. Autophagy, which is a cellular process that degrades misfolded or aggregate proteins and damaged organelles, plays an important role in maintaining organ and cellular homeostasis. However, it is unknown whether regular exercise stimulates autophagy in aorta endothelial cells of mice prone to atherosclerosis independently of their circulating lipid profile. Here, we observed that 16 weeks of voluntary exercise reduced high-fat diet-induced atherosclerotic plaque formation in the aortic root of ApoE deficient mice, and that this protection occurred without changes in circulating triglycerides, total cholesterol, and lipoproteins. Immunofluorescence analysis indicated that voluntary exercise increased levels of the autophagy protein LC3 in aortic endothelial cells. Interestingly, human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) exposed to serum from voluntarily exercised mice displayed significantly increased LC3-I and LC3-II protein levels. Analysis of circulating cytokines demonstrated that voluntary exercise caused changes directly relevant to IL-1 signaling (ie, decreased interleukin-1 receptor antagonist [IL-1ra] while also increasing IL-1α). HUVECs exposed to IL-1α and IL-1β recombinant protein significantly increased LC3 mRNA expression, LC3-I and LC3-II protein levels, and autophagy flux. Collectively, these results suggest that regular exercise protects arteries from ApoE deficient mice against atherosclerosis at least in part by stimulating endothelial cell autophagy via enhanced IL-1 signaling.

    DOI PubMed

  • Influence of exogenous and endogenous estrogen on thermoregulatory responses to mild heat and the interaction with light and dark phases.

    Shuri Marui, Yuta Masuda, Issei Kato, Kei Nagashima

    The journal of physiological sciences : JPS   70 ( 1 ) 56 - 56  2020.11  [Domestic journal]

     View Summary

    The present study aimed to determine the influence of estradiol (E2) and the interaction with circadian phases on thermoregulatory responses to mild heat in female rats. Heat loss and production during 3-h exposure to the environment at an ambient temperature of 28-34 °C were assessed by measuring abdominal temperature (Tabd), tail skin temperature, and oxygen consumption in ovariectomized rats with and without E2 replacement (OVX + E2 and OVX, respectively) and in control rats in the proestrus (P) and diestrus (D) phases. In the light phase, Tabd remained unchanged in all groups. Tabd increased in the dark phase, but was lower in the OVX + E2 and P groups than in the OVX and D groups. Oxygen consumption decreased at 34 °C, but to a lesser extent in the OVX + E2 group than in the OVX group. These results suggest that E2 activates thermoregulation in mild heat in the dark phase.

    DOI PubMed

  • 体液を一定に保つ仕組み

    永島 計

    体育の科学   70 ( 2 ) 95 - 99  2020.02  [Refereed]

  • "Factors affecting an increase in core body temperature and heat tolerance during hot water immersion"

    Yuta Masuda, Issei Kato, Kei Nagashima

       2020

  • Muscle-derived SDF-1α/CXCL12 modulates endothelial cell proliferation but not exercise training-induced angiogenesis.

    Mami Yamada, Chihiro Hokazono, Ken Tokizawa, Shuri Marui, Masahiro Iwata, Vitor A Lira, Katsuhiko Suzuki, Shinji Miura, Kei Nagashima, Mitsuharu Okutsu

    American journal of physiology. Regulatory, integrative and comparative physiology   317 ( 6 ) R770-R779  2019.12  [Refereed]  [International journal]

     View Summary

    Chemokines are critical mediators of angiogenesis in several physiological and pathological conditions; however, a potential role for muscle-derived chemokines in exercise-stimulated angiogenesis in skeletal muscle remains poorly understood. Here, we postulated that the chemokine stromal cell-derived factor-1 (SDF-1α/C-X-C motif chemokine ligand 12: CXCL12), shown to promote neovascularization in several organs, contributes to angiogenesis in skeletal muscle. We found that CXCL12 is abundantly expressed in capillary-rich oxidative soleus and exercise-trained plantaris muscles. CXCL12 mRNA and protein were also abundantly expressed in muscle-specific peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator 1α transgenic mice, which have a high proportion of oxidative muscle fibers and capillaries when compared with wild-type littermates. We then generated CXCL12 muscle-specific knockout mice but observed normal baseline capillary density and normal angiogenesis in these mice when they were exercise trained. To get further insight into a potential CXCL12 role in a myofiber-endothelial cell crosstalk, we first mechanically stretched C2C12 myotubes, a model known to induce stretch-related chemokine release, and observed increased CXCL12 mRNA and protein. Human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) exposed to conditioned medium from cyclically stretched C2C12 myotubes displayed increased proliferation, which was dependent on CXCL12-mediated signaling through the CXCR4 receptor. However, HUVEC migration and tube formation were unaltered under these conditions. Collectively, our findings indicate that increased muscle contractile activity enhances CXCL12 production and release from muscle, potentially contributing to endothelial cell proliferation. However, redundant signals from other angiogenic factors are likely sufficient to sustain normal endothelial cell migration and tube formation activity, thereby preserving baseline capillary density and exercise training-mediated angiogenesis in muscles lacking CXCL12.

    DOI PubMed

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Books and Other Publications 【 display / non-display

  • Body Temperature Physiology for understanding Why

    Kei Nagashima( Part: Edit)

    2021.04

  • 健康の科学知識 : 食事、睡眠、美容、体調 ……、知って役立つ体の知識50

    ニュートンプレス

    ニュートンプレス  2021.01 ISBN: 9784315523096

  • 40℃超えの日本列島でヒトは生きていけるのか 体温の科学から学ぶ猛暑のサバイバル術

    永島 計( Part: Sole author)

    化学同人  2019.07 ISBN: 9784759816822

  • 快適な温熱環境のしくみと実践

    永島 計(脳と体温調節)

    公益社団法人 空気調和・衛生工学会  2019.03

  • 体の科学知識体質編

    永島 計( Part: Other, 熱はどうやってつくられる?なぜ上下する?)

    株式会社 ニュートンプレス  2018.12

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Misc 【 display / non-display

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Industrial Property Rights 【 display / non-display

  • 熱障害危険度判定方法およびウエアラブルセンサシステム

    特許6520846

    永島 計

    Patent

  • 熱障害危険度判定方法およびウェアラブルセンサシステム

    永島 計

    Patent

  • 熱障害危険度判定方法およびウエアラブルセンサーシステム

    永島 計

    Patent

Awards 【 display / non-display

  • 日本生理学会久野賞

    1999  

Research Projects 【 display / non-display

  • Physiology and Psychology of Humidity and Wetness

    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

    Project Year :

    2019.04
    -
    2023.03
     

  • Clarification of the mechanisms involved in circadian body temperature rhythm and its physiological significance

  • Comprehensive Analysis of the mechanism involved in changes of thermoregulatory responses during dehydration

  • 夏期原発復旧除染作業・建設作業等の酷暑作業における暑熱負担軽減対策手法の開発

    基盤研究(B)

  • 温熱的快適性の形成メカニズムの解析と衣服内環境評価への応用

    基盤研究(B)

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Presentations 【 display / non-display

  • 暑熱馴化の決定因子の実験的考察

    永島 計、増田 雄太、加藤 一聖

    日本臨床スポーツ医学会学術集会(オンライン開催) 

    Presentation date: 2021.11

    Event date:
    2021.11
     
     
  • 暑熱順化に伴う熱産生の変化とそのメカニズムの探索

    増田雄太, 永島 計

    第60回日本生気象学会大会(オンライン) 

    Presentation date: 2021.11

    Event date:
    2021.11
     
     
  • 個別と集団の飼育条件の差がマウスの寒冷負荷時の体温調節行動に与える影響の解析―体温調節反応の可塑性の考察―

    唐木幸音, 増田雄太, 加藤一聖, 永島 計

    第60回日本生気象学会大会(オンライン) 

    Presentation date: 2021.11

    Event date:
    2021.11
     
     
  • 蒸れ感覚の形成への吸気に対する温度感覚の関与

    加藤一聖, 永島 計

    第60回日本生気象学会大会(オンライン) 

    Presentation date: 2021.11

    Event date:
    2021.11
     
     
  • マスク着用が暑熱下運動中の深部体温変化に及ぼす影響

    加藤一聖, 増田雄太, 永島 計

    第76回日本体力医学会大会 2021,9,17-19 

    Presentation date: 2021.09

    Event date:
    2021.09
     
     

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Specific Research 【 display / non-display

  • 湿度が与える感性、生理への影響の探索

    2018   中田大貴, 丸井朱里, 増田雄太, 加藤一聖, 眞野博彰

     View Summary

    “湿度”や“皮膚表面の濡れ”は、ヒトの体温調節に大きな影響を与える因子であり、衣服素材の開発や室内環境設計などの応用面からも重要な研究対象である.湿度や皮膚表面の濡れは、“蒸れ感”、“濡れ感”として我々の意識にのぼり、温熱的な不快感につながる.また、物理的に発汗(蒸散性熱放散)の効率を低下させ、汗腺での汗の生成を抑制する.しかし、ヒトの濡れセンサーは同定されていない.さらに、皮膚表面の濡れの受容を起点とした体温調節反応のメカニズムは未知である.研究では、行動実験と機能的脳画像法(fMRI)を用いて、①濡れ感に関わる脳部位を同定し、②温冷感と圧覚の2つの異なる感覚から形成されると推察される濡れ感を、脳内情報伝達解析により明らかにすることを目指した。本年度は、①②に関わる行動実験を行い、MRIを用いた実験の基礎的研究を行った。また、以前から行っていた関連する温熱感覚に関わるMRI実験を完成し、論文化した。2019年度以後の基盤研究Aに本課題が採択され、研究の発展が可能となった。

  • ウエアラブルセンサーを用いた集団生理学の確立

    2017  

     View Summary

    運動時の安全、快適性、パフォーマンス、トレーニング効果の点から、個体間の環境応答の差異を研究対象とすることを目指し、生理学データの集団測定を行う基本技術を確立することを目指した.被験者は高校ハンドボール選手5名を対象に5日の異なる日に実験を行なった。グランドでの運動時に1台のスマートフォンを保持し、ウエアラブルセンサーを用いて耳道温度、心拍数(MIOLINK)を連続測定し、bluetoothにてデータ採取した. 3D加速度センサー(OMORON•HJA-750C)を保持し、体重をもとに運動時の仕事量を連続測定した.フィールドにおいても生理学的パラメータの測定が可能であることが明らかになった。

  • 脳内酸化・抗酸化バランスからみた熱中症発症機転の解明

    2016   小幡千紗, 綱川みづき

     View Summary

    平常体温のマウスの脳において、抗酸化酵素であるsuperoxide dismutase (SOD) 2のタンパク発現が脳表部で脳底部に比べて多いことを明らかにしている(p=0.001;脳表部 1.3±0.11、脳底部 0.3±0.05)。さらに、暑熱暴露後のSOD2のタンパク発現を調べたところ、脳表部では正常体温に比べて減少していたが(p=0.001;正常体温時 1.3±0.11、高体温時 0.8±0.05)、脳底部では差が見られなかった(p>0.05;正常体温時 0.3±0.05、高体温時 0.3±0.03)。この現象の生理学的意義は明らかではない。 本研究では以下の実験仮説をたて、その検証を行った。①暑熱暴露時には脳表部の温度が上がりやすく、その防御機転の一つとして抗酸化酵素が細胞中に多く含まれている、②脳底部では暑熱暴露時に脳温の上昇を防ぐなんらかのメカニズムが存在し、抗酸化酵素は少なく、暑熱暴露の影響も小さい。実験では、高体温時のラットの視床下部および海馬の温度を直接計測し、免疫組織化学的手法により抗酸化酵素およびROSの分布を調べた。 傾向としてはSOD2の発現は免疫組織科学染色では脳表に多く認められ、また暑熱暴露時のROS産生は多い傾向が見られた。また、脳内での温度の較差が認められた。

  • ラット暑熱暴露時の体幹深部、脳内温度較差の評価

    2015   綱川みずき, 丸井朱里

     View Summary

    研究では熱中症の発症機序として、脳内の温度上昇、また高温による酸化ストレスの亢進が生じているのではないかと仮定し、実験を進めた。暑熱暴露したラットの脳温、特に視床下部の温度は、他の体深部の温度より低く、何んらかの保護機構があるのではないかと考えられた。しかし、酸化ストレスは脳内で変化はなく、高体温は脳内のいずれの部位でも一様に、酸化ストレスを与える可能性が示された。

  • 脳視床下部の酸化ストレス/抗酸化反応からみた熱中症発症、暑熱耐性獲得機序の解明

    2014   丸井朱里, 綱川みずき, 小幡千紗

     View Summary

     熱中症の最も根源的な問題は、体温調節能が破綻することにある。特に体温調節中枢である視床下部の機能の破綻が予想されているが、明確な証拠は提示されていない。本研究ではマウスが暑熱暴露された際に、視床下部で高体温による障害が生じやすくなるのか/あるいは障害を防ぐ機序が存在するのかを酸化/抗酸化反応のバランスから評価を試みた。また、暑熱耐性が生じると言われる運動の効果を評価した。

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Overseas Activities 【 display / non-display

  • 脱水時に見られる体温調節変化のメカニズムの全容解析

    2009.04
    -
    2010.03

    オーストラリア   ウロンゴン大学

 

Syllabus 【 display / non-display

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Social Activities 【 display / non-display

  • 最新温活100問100答

    集英社  マキア2021年12月号No.206 

    2021.10
    -
     

  • 暑さに弱い子どもへの正しい水分補給

    グローバル教育出版  サクセス12 

    2019.07
    -
    2019.08

  • NHK総合テレビ:「ためしてガッテン」

    NHK総合テレビ:「ためしてガッテン」 

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    テーマ「元気回復!水の飲み方 大革命」

  • NHK総合テレビ:「解体新ショー」

    NHK総合テレビ:「解体新ショー」 

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    テーマ「冷え性になるのはどんな人?冷え性ってどうにかなるの?」

  • NHK教育テレビ:「科学大好き土よう塾」

    NHK教育テレビ:「科学大好き土よう塾」 

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    テーマ「知ってびっくり!体温のヒミツ」

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Media Coverage 【 display / non-display

  • 知っているようで知らない体温のはなし

    愛知銀行   サークルゆうゆう事務局(愛知銀行)59号  

    特集  

    2021.09

  • 体温で24時間を整える

    Newspaper, magazine

    朝日新聞出版   WEEKLY AERA  

    巻頭特集P10-19  

    2020.11

  • 「非接触型体温計」本当に正確か?

    Newspaper, magazine

    小学館   週刊ポスト  

    P131-P133  

    2020.11

  • 平熱37度の人が困る社会

    毎日新聞   毎日📰東京朝刊  

    くらしナビ-ライフスタイル-  

    2020.08

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