亜鉛によるミクログリア制御機構を応用した脳卒中リハビリテーション促進薬の開発

Research Project

Project/Area Number	22K09286
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 56010:Neurosurgery-related
Research Institution	Kochi University
Principal Investigator	東洋一郎高知大学, 教育研究部医療学系基礎医学部門, 講師 (80380062)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	上羽哲也高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 教授 (00314203) 清水孝洋高知大学, 教育研究部医療学系基礎医学部門, 准教授 (00363276) 八幡俊男高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 助教 (40380323) 齊藤源顕高知大学, 教育研究部医療学系基礎医学部門, 教授 (60273893) 清水翔吾高知大学, 教育研究部医療学系基礎医学部門, 助教 (90721853)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000) Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords	脳卒中後遺症 / 中大脳動脈永久閉塞モデル / リハビリテーション / 脳卒中 / ミクログリア / 亜鉛
Outline of Research at the Start	脳梗塞後の機能回復を目指すリハビリテーションは早期の介入が重要であり、神経可塑性が機能回復に大きく関与している。しかし、患者の全身状態の程度により早期介入が困難な場合、十分な機能回復に至らず社会復帰に難渋することが多く問題となっている。ミクログリアは脳梗塞後早期に神経可塑性を促進させる抗炎症性(M2) の表現型が一過性に誘導され、その後、炎症促進性(M1) に極性が転換される（M2/M1極性転換）。本研究は、亜鉛誘導性M2/M1極性転換抑制関連分子を同定し、これに作用してM2を維持・促進させ、更に急性期以降のリハビリテーションによる機能回復を促進させる化合物を同定することを目的としている。
Outline of Annual Research Achievements	令和5年度は、中大脳動脈永久閉塞モデルマウスの神経学的重症度スコア (NSS)を指標に障害された感覚運動機能を改善する亜鉛関連化合物の絞り込みを行った。その結果、中大脳動脈永久閉塞によって惹起される感覚運動機能の障害を改善する亜鉛関連化合物としてオキシトシンの同定に成功した。具体的には、中大脳動脈永久閉塞3日後のNSSの値が8のモデルマウスに対してオキシトシンを投与し、閉塞7日後にNSSを再度測定したところ、オキシトシンを投与したモデルマウスの閉塞7日後のNSSの値は3日後の値より低値であった。これはオキシトシンが障害された機能を改善していることを示している。次に、病理組織学的な検討を行うため、2回目のNSSの測定が終了したマウスの脳切片をHE染色した。その結果、オキシトシン投与の有無にかかわらず、梗塞巣の大きさにばらつきがあることが判明した。これでは病理組織学的な検討が困難であるため、より重症度の高いモデルマウス（永久閉塞3日後のNSSの値が10以上）を作成し、再度オキシトシンの有効性について検討した。その結果、対照群ではNSSの値が閉塞3日後と7日後の検討でほぼ変化しなかったが、オキシトシン投与群は3日後の値より7日後の方が低値であった。そこで、前述と同様に脳切片を作成しHE染色を行ったところ、対照群に比してオキシトシン投与群では脳梗塞巣が小さいことが明らかになった。上記の結果はオキシトシンがモデルマウスの機能障害に対して改善効果と梗塞巣の抑制効果を有していることを示している。これらの結果は、リハビリテーションの早期介入が困難な脳梗塞患者に対しても機能回復の効果を向上させる脳卒中リハビリテーション促進薬の開発に繋がる意義深い重要な知見である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 当初の予定では、脳卒中後遺症の重篤化に関与するミクログリアの活性化を制御する亜鉛関連化合物の探索を培養ミクログリアを用いて行い、同定した亜鉛関連化合物の中大脳動脈永久閉塞モデルマウスに対する有効性を検討することであった。今回の研究では亜鉛関連化合物の探索をモデルマウスを用いて行ったため、ミクログリアの活性化への効果については検討出来なかった。しかし、モデルマウスの障害された機能を改善する亜鉛関連化合物としてオキシトシンの同定に成功したことから研究は概ね予定通り進展している。
Strategy for Future Research Activity	初年度と次年度の予定変更によって、ミクログリアの活性化に対する亜鉛関連化合物の効果についての検討が出来なかった。そこで今後の研究では、同定したオキシトシンに焦点を絞りミクログリアの活性化に対する効果を検討する。具体的には、オキシトシン投与した中大脳動脈永久閉塞モデルマウスの脳サンプルを単離して脳切片を作成し、活性化ミクログリアの表現型を免疫染色により検討する。