| Project/Area Number |
21K09143
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 56010:Neurosurgery-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
栗栖 宏多 北海道大学, 医学研究院, 特任助教 (30869839)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鐙谷 武雄 北海道大学, 医学研究院, 客員研究員 (80270726)
長内 俊也 北海道大学, 大学病院, 講師 (90622788)
藤村 幹 北海道大学, 医学研究院, 教授 (00361098)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | Ferroptosis / 虚血再灌流障害 / 脳虚血再灌流障害 / デフェロキサミン / 局所冷却療法 |
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| Outline of Research at the Start |
急性期脳梗塞に対し、血管再開通療法が成功した場合でも脳虚血再灌流障害により障害が悪化することが知られている。近年新たな細胞死としてフェロトーシスが発見され、中枢神経系の疾患や中枢神経系以外の臓器の虚血再灌流障害でこのタイプの細胞死が密接に関与していることが明らかになってきた。この細胞死は鉄依存性であり、鉄のキレート剤で抑制されることが知られている。しかし、脳虚血再灌流障害の際のフェロトーシスの関与は明らかでなく。鉄のキレート剤による治療効果も不明である。
脳虚血再灌流障害へのフェロトーシスの関与と鉄のキレート剤であるデフェロキサミン（DFO）の治療効果を明らかにすることを目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度である本年はベルリン青染色法を用い、細胞内の鉄の蓄積を検出した。まずは、脳虚血再還流モデルから摘出した脳組織に上記染色を行い、コントロール脳と比べて細胞内の鉄の量がより多く検出された。その後、虚血再灌流障害モデルに対してDeferoxamin（DFO）群とコントロール治療群に分けてDFOが鉄の脳組織への蓄積を抑制することが確認された。またラットのDFO群とコントロール群での短期での神経症状の変化はなかったため、長期的な神経症状の評価(３か月)を行なったがやはり有意差は認められなかった。
これまでの研究結果として、脳虚血再還流モデルの安定した作成を達成した。脳虚血再灌流モデル動物を2群に分類して、コントロール群とDFO投与群での比較検討を行った。脳梗塞体積、脳浮腫、血液脳関門の破綻の評価を行った。また、得られた脳組織に免疫染色(CD34染色、 Apoptaq)及びWestern blot (Caspase-3, Bcl-x/Bcl-2,AQP4,GPX-4, HIF-α)を主に行った。さらにMDAアッセイおよびSODアッセイを行った。脳虚血再還流から3日後と7日後で、脳梗塞体積に2群間に明らかな有意差を認めることはできなかった。脳浮腫体積、血液脳関門の破綻に関しても明らかな有意差は認めなかった。
また、2群間でCaspase-3の発現、GPX-4の発現に有意なく、その他の染色も同様であった。MDAアッセイおよびSODアッセイではDFO群で濃度が上昇している傾向にあるものの有意差は認めなかった。２群において電子顕微鏡による観察を行ったところミトコンドリアの縮小が両者で認められた。以上の結果からＤＦＯ単独では鉄代謝に影響は及ぼすものの神経保護作用は明確ではなく、フェロプトーシスと虚血再灌流障害の関連に関してはさらなる別のＡｐｐｒｏａｃｈでの解析が必要と考えられた。
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