腸内細菌叢がクモ膜下出血後の遅発性脳虚血に与える影響

• Project/Area Number: 22H04349
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: 3190:Biomedical structure and function, pathology, infection/immunology, and related fields
• Research Institution: Hyogo Medical University
• Principal Investigator: Matsukawa Hidetoshi 兵庫医科大学, 医学部, 非常勤講師
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥480,000 (Direct Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2022: ¥480,000 (Direct Cost: ¥480,000)
• Keywords: 脳動脈瘤 / くも膜下出血 / 遅発性脳虚血 / 腸内細菌

Outline of Research at the Start

脳動脈瘤破裂によるクモ膜下出血 (SAH) は高い致死率、生存した場合の不良な転帰をもたらす疾患である。その主因はSAH 後に生じる遅発性脳虚血 (DCI) と呼ばれる病態で、その根本的治療法・予防法は存在しない。近年、腸管と脳との双方向性信号伝達を指す、腸脳連関なる概念が知られるようになった。また、腸内の細菌と脳の小血管の変化との関連も知られる。以上より我々は、SAH 後の DCI 発症にも腸内の細菌が関与すると推測した。本研究では SAH マウスモデルを用い、DCIに対して腸内細菌叢叢が関与するメカニズムを明らかにし、本病態における腸脳連関の解明を目指す。

Outline of Final Research Achievements

クモ膜下出血 (SAH) は、脳血管の瘤(脳動脈瘤)が破れて生じる重症疾患である。主な原因は遅発性脳虚血 (DCI) と呼ばれる病態で、根本的な解決策は存在しない。近年、腸管と脳の関与を指す「腸脳連関」が提唱され、腸内細菌の関与が示されている。SAH 後の DCI 発症に腸内細菌が関与すると推測し、SAH マウスモデルを用い、DCI における腸脳連関の解明を目指す事を目的とした。抗生剤の投与で腸内細菌が変化したSAH マウスは、DCI が高度に生じ、神経機能が不良となっていた。本研究によって、抗生剤投与による腸内細菌の変化が、DCIを増悪させ、神経学的機能を低下させることが示された。

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

これまでにも、脳梗塞と腸内細菌の関与を示す研究は散見されるものの、SAH 後の DCI と腸内細菌との関連を検討した研究は認めなかった。その点で本研究では、腸内細菌が SAH 後の DCI に及ぼす影響を、腸内細菌の変化のみならず炎症性サイトカインの動態も含めて考察しており、新規性は十分高い。また、今後詳細な腸内細菌叢解析を行うことで DCI に寄与する特定の腸内細菌種が同定される可能性もある。その場合、当該細菌種をプロバイオティクス製剤として SAH 患者に投与することで DCI を抑制するという、本疾患領域では従来なかったような新規治療法が展開しうる可能性がある。