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Mechanism of recovery of locomotor function in rats with spinal cord injury by administration of chondroitin sulfate-degrading enzyme

Research Project

Project/Area Number 19K06927
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 46020:Anatomy and histopathology of nervous system-related
Research InstitutionYokohama City University

Principal Investigator

FUNAKOSHI Kengo  横浜市立大学, 医学研究科, 教授 (60291572)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Keywords脊髄損傷 / ペリニューロナルネット / コンドロイチン硫酸 / 運動ニューロン / セロトニン / 一次感覚神経 / パルブアルブミン / 神経再生
Outline of Research at the Start

本研究は、ラット胸髄完全切断モデルにコンドロイチン硫酸分解酵素を投与した場合に認められる運動機能回復のメカニズムを、形態学的側面から解析しようとするものである。特に、損傷部より尾側の腰髄運動領域において、どのようなタイプのニューロンが脊髄下行路や一次感覚神経の投射を受けているのか、さらにペリニューロナルネットはどのように変化するのかについて明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

In a rat model of complete thoracic spinal cord transection, administration of chondroitin sulfate-degrading enzyme (ChABC) to the region containing the injury site caused serotonin fibers to extend beyond the injury site into the spinal motor area caudal to the transection and terminate on somatic motor neurons with synapse formation. In contrast, serotonin fiber regeneration was not observed in the saline-treated control group. Subsequent recovery of hind limb motor function was significantly higher in the ChABC-treated group. These findings suggests that ChABC might enhance the recovery of motor function by inducing the regeneration of serotonin fibers.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

コンドロイチン硫酸分解酵素は、脊髄損傷の治療に効果が期待される物質である。本研究では、胸髄を完全切断したモデルにおいても、投与法を工夫することにより、下肢の運動機能を著しく改善する効果があることを確認した。また、機能回復には、下行性投射路の損傷部位を超える再生と、下肢運動領域のニューロン群への投射が関わっていることが明らかになった。本研究は、脊髄損傷におけるコンドロイチン硫酸分解酵素による運動機能回復メカニズムを明らかしたものであり、コンドロイチン硫酸分解酵素を用いた治療法の開発に向けて重要な示唆を与えるものである。

Report

(5 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (3 results)

All 2022

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Chondroitinase ABC Administration Facilitates Serotonergic Innervation of Motoneurons in Rats With Complete Spinal Cord Transection2022

    • Author(s)
      Takiguchi Masahito、Miyashita Kanae、Yamazaki Kohei、Funakoshi Kengo
    • Journal Title

      Frontiers in Integrative Neuroscience

      Volume: 16

    • DOI

      10.3389/fnint.2022.881632

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Chondroitin sulfate expression around motoneurons changes after complete spinal transection of neonatal rats2022

    • Author(s)
      Masahito Takiguchi, Takashi Akaike, Kaoru Shindo, Risa Sakuyama, Ran Koganemaru, Kengo Funakoshi
    • Journal Title

      Neuroscience Letters

      Volume: 766 Pages: 136324-136324

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2021.136324

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 胸髄全切断ラットへのコンドロイチナーゼABC投与によるセロトニン作動性再生軸索の腰髄への投射とペリニューロナルネットの解析2022

    • Author(s)
      滝口雅人
    • Organizer
      第127回日本解剖学会全国学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2024-01-30  

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