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Recovery of paralysis after cerebral infarction and analysis of molecular mechanisms based on O-GlcNAc modification in the brain

Research Project

Project/Area Number 20K11197
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
Research InstitutionFujita Health University

Principal Investigator

Mizutani Kenmei  藤田医科大学, 医療科学部, 准教授 (30351068)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 脇田 英明  三重大学, 医学系研究科, プロジェクト研究員 (80416172)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Keywords脳梗塞 / リハビリテーション / 麻痺回復 / 神経可塑性 / 分子機構
Outline of Research at the Start

本研究は脳卒中リハビリテーション(リハビリ)の麻痺回復に伴う脳内機能的生理活性物質の変化について、基礎医学面から裏付けることを目的とする。具体的には脳梗塞モデル動物に訓練を行い、麻痺および運動機能の経時変化を解析するとともに、脳内の分子的な変化を翻訳後修飾であるO-Linked-N-acetylglucosamine (O-GlcNAc)修飾及びリン酸化を標的とし、プロテオミクスの手法を用いて網羅的解析を行い、脳内における効果規定要因を特定する。また、分子機構の解明および薬物療法の開発を行うことにより、さらなる機能回復を目指す。

Outline of Final Research Achievements

There is growing interest in treatment strategies that actively improve paralysis and disability after stroke. This study aims to elucidate the molecular mechanisms in the brain related to paralysis recovery. We analyzed the dynamics of protein O-GlucNAc and phosphorylated modification in the peripheral cortex of the infarcted area when significant recovery of motor function was observed with or without training in a cerebral infarction model. Dose-dependent recovery of motor function was observed in combination therapy with exercise training and administration of receptor agonists related to the cAMP and MAPK signaling pathways. These pathway-related changes in brain phosphoproteins may be one of the molecular bases for functional recovery after cerebral infarction.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

脳梗塞後のリハビリテーションによる麻痺回復については、脳内の神経可塑性の関与が示唆されるが、その分子機構や生理活性物質についてはほとんどが不明なままである。今回の研究において、タンパク質の翻訳後修飾であるリン酸化・O-GlucNAc修飾を基盤として、プロテオーム解析の手法を用いその分子機構の一端が解明され、薬剤投与・訓練を併用することにより更なる機能回復が認められたことにより、新規治療法の開発という点において重要であると考えられる。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2023 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Effects of exercise and bryostatin-1 on functional recovery and posttranslational modification in the perilesional cortex after cerebral infarction.2023

    • Author(s)
      Mizutani K, Sonoda S, Wakita H, Takahashi Y.
    • Journal Title

      Neuroreport

      Volume: 34 Issue: 5 Pages: 267-272

    • DOI

      10.1097/wnr.0000000000001887

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 脳梗塞モデル動物の機能回復とリン酸化プロテオーム解析による脳内分子機構について2023

    • Author(s)
      水谷謙明
    • Organizer
      脳機能とリハビリテーション第29回学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 脳梗塞モデル動物の機能回復における脳内分子機構を基盤とした訓練薬剤併用療法の有用性について2023

    • Author(s)
      水谷謙明、園田茂
    • Organizer
      第15回日本ニューロリハビリテーション学会学術集会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 脳梗塞モデルラットの訓練による脳内変化と薬剤投与の有効性2023

    • Author(s)
      水谷謙明、園田茂、脇田英明、高橋雄
    • Organizer
      第128回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 脳梗塞ラットへの訓練効果と脳内リン酸化プロテオーム解析による分子機構の解明2021

    • Author(s)
      水谷謙明 園田茂 脇田英明
    • Organizer
      第127回日本解剖学会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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