| Project/Area Number |
19KK0193
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 46:Neuroscience and related fields
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| Research Institution | National Institute for Physiological Sciences |
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Principal Investigator |
南部 篤 生理学研究所, システム脳科学研究領域, 教授 (80180553)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
知見 聡美 生理学研究所, システム脳科学研究領域, 助教 (30396262)
ドィーワヒュー インドリアニ 生理学研究所, システム脳科学研究領域, NIPSリサーチフェロー (40829181)
長谷川 拓 国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, 研究員 (90713256)
NONDHALEE Pimpimon 生理学研究所, システム脳科学研究領域, NIPSリサーチフェロー (20970148)
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| Project Period (FY) |
2019-10-07 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥18,200,000 (Direct Cost: ¥14,000,000、Indirect Cost: ¥4,200,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
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| Keywords | パーキンソン病 / MPTP / 大脳基底核疾患 / 定位脳手術 / DBS / 運動制御 / 電気刺激 / サル / 大脳基底核 / 化学遺伝学 / 神経生理学 |
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| Outline of Research at the Start |
パーキンソン病に対して脳内に電極を埋め込み刺激をする治療法が有効であるが、脳外科手術を必要とする。ウイルスベクターによる神経活動ブロックと、超音波の収束照射を組み合わせて、１）パーキンソン病モデルサルにベクターを全身投与し、２）脳局所に超音波を照射することにより血液脳関門を開けベクターを取り込ませ、３）目的の抑制性受容体が発現した段階で受容体に作用する薬剤を全身投与することにより脳局所の神経活動をブロックする、という非侵襲的なパーキンソン病治療法の開発を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
パーキンソン病サルの大脳基底核に介入し、治療することを計画している。2022年度は、パーキンソン病モデルサルを用い、運動皮質から運動開始を指令する信号を検出し、それに基づき脳深部刺激療法（DBS）の刺激パラメータをコントロールする治療法を開発した。
パーキンソン病患者に対して、視床下核に電極を埋め込み連続電気刺激を加えるDBSが行われている。従来型のDBSは24時間同じ強度と頻度で刺激を行うため、刺激への慣れによる効果の減弱や、電池交換のため3から5年に一度の小手術による患者の負担などが問題になっていた。そこで、運動皮質から運動指令の神経活動を記録し、それに基づいて視床下核のDBSの刺激強度や刺激頻度をコントロールすれば、効率よくパーキンソン病を治療できるのではないかと考えた。
サル一次運動野から皮質脳波の記録を行い、どのような信号が運動に関連しているのか調べたところ、ガンマ２帯域（80-200 Hz）の脳波が関連していることがわかった。次に、サルの視床下核に刺激電極を挿入し、眼前のLEDに向かって手を伸ばす運動をさせ、症状がどの程度改善するのかを調べた。無刺激では、ゆっくりとしか手を伸ばせなかったが、従来型の連続型DBSを加えたところ、手をスムーズに伸ばせるようになった。次に運動皮質のガンマ２帯域の脳波をもとにDBSの刺激パラメータ（強度と頻度）をコントロールするようにしたところ（適応型DBS）、従来型と同程度、場合によってはより早く手を伸ばせるようになり、治療効果があることがわかった。また、従来型に比べて消費電力も約2/3に減少した。
これらの結果から、今回開発した適応型DBSが有効であることが判明した。一方、スペインCINACとの共同研究は、新型コロナウイルス感染症のため訪問して実験を行うことはできなかったが、緊密な連絡をとることにより実施している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新たな適応型DBSを開発するなど、実験計画は順調に進んでいる。一方、スペインCINACとの共同研究は、新型コロナウイルス感染症のため訪問して実験を行うことができず、やや遅れ気味である。
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| Strategy for Future Research Activity |
パーキンソン病モデルサルの視床下核を化学遺伝学的手法を用いてブロックする実験を継続する。特にスペインCINACを訪問し、同研究所との共同実験を推進する。
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