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Preconditioning effects of magnesium sulfate on perinatal hypoxic-ischemic brain damage

Research Project

Project/Area Number 19K09756
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 56040:Obstetrics and gynecology-related
Research InstitutionUniversity of Miyazaki

Principal Investigator

Sameshima Hiroshi  宮崎大学, 学長 (50274775)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2021: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords周産期脳障害 / 低酸素虚血 / 硫酸マグネシウム / プレコンディショニング / 低酸素虚血性脳障害 / 胎児 / preconditioning / マグネシウム / 動物実験 / 耐性 / 脳障害
Outline of Research at the Start

マグネシウム(Mg)は発達期の脳に対して脳保護作用を有する。これまでその効果は主にストレス直前の投与に限って検討されてきた。近年、妊娠中の特定の期間(therapeutic window)にMgを投与することで、その後の低酸素ストレスに対するpreconditioning効果を示す可能性が臨床的に示されつつある。そこで今回、周産期脳障害モデルであるラット新生仔のLevine-Riceモデルを用い、Mgの脳保護作用の中で、preconditioning作用の有無を検討し、thrapeutic window、容量依存性の有無を明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

Magnesium has neuroprotective effects against hypoxic-ischemic brain damage, which is suggested in some large-population clinical studies. Here, we tried to prove it in basic animal models with hopes to see if there is a therapeutic window of the Mg pretreatment and its dose-response impact on brain damage. In 7-day-old, Levine-Rice rat models, Mg was given intraperitoneally 24-hour before 8%, 90-minute hypoxia, which decreased significantly (p<0.03) the incidence of severe brain damage or death in high-dose group than in low-dose group. Therapeutic window was at least 24 hours before the severe insult. With our limited evidence, there seemed no apparent dose-response relationship between Mg-dose and beneficial impact on brain damage, but possibly a threshold response.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

分娩前後に起こる脳障害は解決すべき大きな課題である。硫酸マグネシウム(Mg)は、切迫早産や妊娠高血圧症に使用されており、臨床的には児の脳障害を予防する可能性が示されている。妊娠中に一度投与されると、その後の分娩時にMg濃度が正常化していても脳保護作用を示す可能性を我々は臨床的に捉えた。そこで動物実験で実証した結果、少なくとも24時間前、臨床では数週間前までにMgが投与されていれば、その後の分娩時に低酸素虚血負荷があっても脳障害をある程度軽減できることが判明した。Mg前投与の治療時期に関して更なる検討が必要であるが、予防的投与で脳障害が半減する可能性がある。

Report

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

    (4 results)

All 2021 2020

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

  • [Journal Article] Intrapartum fetal heart rate patterns and perinatal outcome in chorioamnionitis at or beyond 34 weeks of gestation.2021

    • Author(s)
      Muraoka J, Kodama Y, Goto T, Yamashita R, Doi K, Kaneko M, Sameshima H.
    • Journal Title

      J Obstet Gynecol Res 9(3): 1110-1117, 2021

      Volume: 9 Issue: 3 Pages: 1110-1117

    • DOI

      10.1111/jog.14641

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Combination of lipopolysaccharide and hypoxia-ischemia attenuates cholinergic anti-inflammatory effect in newborn rat brains2020

    • Author(s)
      Seishi Furukawa, Yang Li, Hiroshi Sameshima
    • Journal Title

      Clinical and Experimental Obstetrics & Gynecology

      Volume: 47(5) Issue: 5 Pages: 736-740

    • DOI

      10.31083/j.ceog.2020.05.5333

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 神話の地から周産期医学の未来への提言2021

    • Author(s)
      鮫島浩
    • Organizer
      第57回日本周産期・新生児医学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 宮崎県における周産期医療ネットワークについて2021

    • Author(s)
      鮫島浩
    • Organizer
      第117回徳島周産期研究会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Invited

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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