Drug repositioning for spinal cord injury and spinal cord disorders via inhibition of neuronal cell-death

• Project/Area Number: 17K16688
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Orthopaedic surgery
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 都島 幹人 名古屋大学, 医学部附属病院, 医員 (60755338)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2018: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2017: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: 脊髄損傷 / アポトーシス / 脊椎脊髄病 / 神経細胞死 / drug repositioning / 神経再生

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、Drug Repositioningの手法を用いて、脊髄損傷に対する効果を示す既存薬を同定し、評価することを目的とした。前段階で、既に脊髄運動神経細胞の増殖実験により、候補となっていたDrug XおよびYの神経細胞または動物個体での安全性、治療方法を確立することとした。平成29年度は脊髄圧挫損傷モデルマウスに対し、上記2薬の治療効果、さらに安全性を検討した。8週齢のC57/BL6マウスに胸髄レベルで高度の圧挫を加えることで、モデルを作製した。術当日より毎日一回薬剤を投与しながら下肢の運動機能を示すBMSスコアを随時測定し、時系列で測定・解析した結果、術後1週より薬剤投与群では運動機能の有意な改善が認められ、術後4週におけるBMSスコアは非薬剤投与群1.2に比べてDrugX投与群は2.5、DrugY投与群は3.1と、有意な改善を示した (p<0.01) 。また運動機能評価としてRota rodを用いた検査でも非薬剤投与群と比較し、薬剤投与群は有意な改善を示した。さらに組織学的評価を行うため、マウスは損傷後28日目に灌流固定を行い、Nissl/Luxol fast blue染色にて神経細胞数は薬剤投与群は非投与群に比し、有意に多い結果となった。 また、安全性に関しては、薬剤投与マウスにおいて、生命に危険を及ぼす合併症は認めず、投与量の安全性も確認できた。さらには慢性脊髄圧迫モデルとして、SDラットに対し、頚髄レベルで脊髄圧迫モデルの作成法を確立した。このモデルを用いて研究を重ねることで、将来的には本研究の候補薬が、圧迫性脊髄症および難治性脊髄変性疾患に対しても、応用可能な治療薬となるような研究の足がかりとしてきたい。

Research Products

• [Journal Article] Lack of Fgf18 causes abnormal clustering of motor nerve terminals at the neuromuscular junction with reduced acetylcholine receptor clusters (2018)
  • Author(s): Ito Kenyu、Ohkawara Bisei、Yagi Hideki、Nakashima Hiroaki、Tsushima Mikito、Ota Kyotaro、Konishi Hiroyuki、Masuda Akio、Imagama Shiro、Kiyama Hiroshi、Ishiguro Naoki、Ohno Kinji
  • Journal Title: Sceintific Reports Volume: 8 Issue: 1 Pages: 434-434
  • DOI: 10.1038/s41598-017-18753-5
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Thoracic dumbbell-shaped paraganglioma arising in extra-adrenal area: A case report and literature review. (2017)
  • Author(s): Tsushima M, Imagama S, Ando K, Kobayashi K, Ito K, Matsumoto A, Nishida Y, Ishiguro N
  • Journal Title: Journal of Orthopedic Science Volume: Epub ahead of print Issue: 3 Pages: 525-528
  • DOI: 10.1016/j.jos.2017.08.022
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Drug X can inhibit apoptotic cell death induced by oxidative stress in vitro and improve locomotor function of lower limbs in spinal cord injury model mice in vivo. (2017)
  • Author(s): M Tsushima, B Ohkawara, S Imagama, K Ando, K Kobayashi, N Ishiguro, K Ohno.
  • Organizer: EUROSPINE 2017
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 運動神経細胞の細胞死を抑制する既認可薬の網羅的探索-Pindololは細胞死を抑制し、脊髄損傷による運動機能障害を改善する- (2017)
  • Author(s): 都島幹人,大河原美静,伊藤研悠,大田恭太郎,神原俊輔,井上太郎,小清水宏行,今釜史郎,石黒直樹,大野欽司
  • Organizer: 第32回日本整形外科学会基礎学術集会