Effects of exercise combined with pharmacological neuromodulation on the central nervous system after stroke
| Project/Area Number |
19J23508
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
井上 貴博 北海道大学, 大学院保健科学院, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | 脳卒中 / 脳出血 / 運動 / リハビリテーション / 機能回復 / 神経栄養因子 / GABA / 内包 / 脊髄 / Neuromodulation |
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| Outline of Research at the Start |
近年、脳卒中リハビリテーションにおける運動学習効果を高めるためのニューロモジュレーションが期待されている。我々は以前、実験動物を対象に、神経細胞の活動依存的可塑性の修飾を目的としたGABA受容体の薬理的制御と運動介入を相乗させることにより大脳皮質における神経栄養因子発現が増強されることを報告している。しかし、脳卒中後の機能回復においては、大脳だけでなく脊髄における可塑的変化も重要であることが近年明らかとなりつつある。そこで、本研究はGABA受容体阻害薬による薬理的ニューロモジュレーションと運動療法の併用が脳卒中モデル動物の運動機能回復と脊髄における神経栄養因子発現に与える影響を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までに、内包損傷を伴う脳出血モデル動物を対象とした介入実験は完了しており、行動評価の結果から、α5GABA受容体の特異的阻害薬（L-655,708）とトレッドミルによる走行運動は、それぞれ単独での機能回復効果は限定的であるものの、各介入を併用することにより脳出血後の運動機能回復が効果的に促進する所見が得られていた。本年度は、これらの個体から採取した脳・脊髄サンプルの解析を進め、併用介入群の機能回復に寄与した可塑性修飾について検証を行った。
生化学的解析による蛋白発現定量の結果、いずれの介入も脊髄における神経栄養因子（BDNF）の発現を増強する所見が認められた。また、L-655,708投与は同領域において軸索発芽マーカー（GAP-43）の発現を増強しており、さらに、L-655,708投与と運動介入を併用した群においては, シナプスマーカー（Synaptophysin）と成長阻害因子（Nogo-A）の発現増強も認められた。また、併用介入群の脊髄では、 BDNFの高親和受容体（TrkB）やGAP-43、Synaptophysinの遺伝子発現も増強していることが明らかとなった。このことから、併用介入群の効果的な機能回復には、脳内の可塑性修飾のみならず病巣から離れた脊髄における軸索発芽やシナプス形成、さらには成長阻害因子による神経回路の安定化などが関与していることが示唆された。
これら一連の所見は、GABA受容体の特定のサブユニットを標的とする薬理的神経制御が、中枢神経系の幅広い領域で可塑性修飾をもたらすことに加え、リハビリテーションと併用することで脊髄領域での可塑性が強化され、脳卒中後の機能回復に有益に寄与する可能性を示している。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(16 results)
