磁気共鳴法による冬眠時の脳代謝機構の解析と低温耐性による脳保護の検討

• Project/Area Number: 12877219
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Cerebral neurosurgery
• Research Institution: Meiji College of Oriental Medicine
• Principal Investigator: 恵飛須 俊彦 明治鍼灸大学, 鍼灸学部, 助教授 (40278510)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 福田 耕治 京都大学, 医療技術短期大学部, 教授 (50123500) ; 梅田 雅宏 明治鍼灸大学, 鍼灸学部, 講師 (60223608) ; 田中 忠蔵 明治鍼灸大学, 鍼灸学部, 教授 (80163541)
• Project Period (FY): 2000 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000); Fiscal Year 2002: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000); Fiscal Year 2001: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000); Fiscal Year 2000: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
• Keywords: hibernation / stroke / diffusion / hypothermia / perfusion / magnetic resonance imaging / manganese / magnetic resonance spectroscopy

Research Abstract

冬眠中の哺乳類は、脳血流量が極度に低い状態にありながら脳組織に何ら障害をきたさない。また、摂氏数度という低体温を長時間維持することが可能であり、恒温動物でありながら心臓などの臓器が低温により障害されることはない。冬眠研究は、低い脳血流量に対する脳組織の耐性、低体温時における心臓の耐性など、脳保護という面で脳虚血疾患の治療に極めて重大な示唆を与える可能性があり、将来の脳神経外科医療および救急医療に全く新しい方法論を提示しうる潜在性を有している。
今年は、安定したシマリスの飼育環境(温度、飼育方法、餌)と麻酔法および生理条件の維持方法の下、本格的な実験に入った。MRI画像により正常シマリスの高分解能解剖学的画像を取得した(分解能100ミクロン)。また、マンガン増強MRIを使用して、シマリスの脳の微細構造を描出した。基本的な特徴は、ラットおよびマウスと同様であり、マンガン投与直後で脳下垂体、松果体などの「脳室周囲器官」の増強が観察された。また投与24時問後で、海馬の顕著な増強が観察された。さらに、シマリスを使用して、βブロッカーesmololによる一過性心停止モデル(3分、5分)に成功した。このシマリスのモデルは世界でこれまで報告がなく、冬眠時の虚血耐性実験に有用と考えられた。また冬眠タンパクおよび関連ホルモンの解析に必要な、無麻酔での採血および解析準備に必要な技術的問題も解決した。

Research Products

• [Publications] Aoki I, Tanaka C, Takegami T, Ebisu T, et al.: "Dynamic activity-induced manganese-dependent contrast magnetic resonance imaging (DAIM MRI)"Magn Reson Med. 48. 927-933 (2002)
• [Publications] Ebisu T, Katsuta K, Fujikawa A, et al.: "Early and delayed neuroprotective effects of FK506 on experinetal focal ischemia quantitatively assessed by diffusion weighted MRI"Magn Reson Imaging. 19. 153-160 (2001)
• [Publications] Takcgami T, Ebisu T, Bito Y, et al.: "Mismatch between lactatc and the apparcnt diffusion cocfficicnt of watcr in progressive focal ischemia"NMR in Biomed. 14. 5-11 (2001)
• [Publications] Bito Y, Ebisu T, Hirata S: "Lactate discrimination incorporated with echo-planar spectroscopic imaging"Magn Reson Med. 45. 568-574 (2001)
• [Publications] Ebisu T,Katsuta K,Fujikawa A, et al.: "Early and delayed neuroprotective effects of FK506 on experinetal focal ischemia quantitatively assessed by diffusion-weighted MRI"Magn Reson Imaging. 19(In press). (2001)
• [Publications] Takegami T,Ebisu T,Bito Y, et al.: "Mismatch between lactate and the apparent diffusion coefficient of water in progressive focal ischemia"NMR in Biomed. (In press). (2001)
• [Publications] Bito Y,Ebisu T,Hirata S: "Lactate discrimination incorporated with echo-planar spectroscopic imaging"Magn Reson Med. (In press). (2001)