スキル運動が糖尿病性皮質脊髄路障害に起因する運動障害を改善する機序の解明
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22K11427
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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 59010:Rehabilitation science-related
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| Research Institution | Kyorin University |
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Principal Investigator |
村松 憲 杏林大学, 保健学部, 准教授 (00531485)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
新見 直子 公益財団法人東京都医学総合研究所, 疾患制御研究分野, 研究員 (90405043)
玉木 徹 名古屋女子大学, 医療科学部, 講師 (30712814)
丹羽 正利 杏林大学, 保健学部, 教授 (90274985)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
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| Keywords | リハビリテーション / 糖尿病 / 皮質脊髄路 / 赤核脊髄路 / 運動野 |
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| Outline of Research at the Start |
我々はこれまでに糖尿病モデルラットを対象に、随意運動の発現に中心的役割を演じる皮質脊髄路に障害が生じることを明らかにしてきた。また、これに対するリハビリテーションの効果を探る予備研究を行い、スキル運動を行うことによって損傷した皮質脊髄路の機能を代償する下行路の活動が高まり、機能改善が生じることを確認している。本研究は、まず前述したスキル運動による機能回復に関連して活動性を高める下行路の正体を電気生理学的、免疫組織化学的手法を用いて明らかにした上で、機能回復への寄与の度合いを探り、糖尿病患者の効果的なリハビリテーション開発に役立てようとするものである。
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| Outline of Annual Research Achievements |
長期生存させた糖尿病モデルラットは大脳皮質運動野後肢領域を中心に運動野面積が減少し、その原因として腰仙髄に投射する皮質脊髄路線維に軸索萎縮や髄鞘の菲薄化が生じていることが知られている。本研究は前述した皮質脊髄路障害に伴う運動障害を改善するリハビリテーション開発を目的に、有酸素運動とスキル運動（運動学習を伴う複雑な全身運動）の効果を比較するものである。既に我々はスキル運動を行うことによって糖尿病によって減少した運動野面積の回復が生じることを明らかにしていたが、それがどのようなメカニズムによって達成されるのか不明なままであった。
そこで、令和4年度は運動療法を実施した糖尿病モデルラットの大脳皮質運動野を刺激した際に後肢から記録される筋電図(MEPs)を記録しながら、脊髄の部分切断を行い、切断部位に局在する下行路の後肢MEPs発生への影響を調べることにした。その結果、スキル運動を行なった糖尿病ラットのみ皮質脊髄路が局在する脊髄後索もしくは延髄錐体を切断したとしても振幅の小さなMEPsが残存し、脊髄側索背側を追加切除すると完全消失することが明らかになった。一方、有酸素運動を行なったラットや通常の飼育を継続したラットは脊髄後索切断をするだけでMEPsは完全に消失したため、スキル運動によって脊髄側索背側に局在する下行路が皮質脊髄路の機能を代償していることが明らかになった。そこで、可塑性が生じている神経線維の分子マーカであるリン酸化GAP-43の脊髄内分布を調べたところ、やはり脊髄側索背側に位置する赤核脊髄路と思しき部位に多数の陽性線維を認め、代償路は赤核脊髄路である可能性が高いことがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
研究実績で述べたようにMEPsの消失が脊髄側索背側の部分破壊によって生じるという明瞭な結果であったため、MEPsの変化を調べる実験だけで代償路の位置を絞り込むことができた。結果、可塑性に関連した分子マーカーの発現を網羅的に調べる必要がなくり、大幅に研究期間を短縮できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度は予定通り、赤核脊髄路と脊髄のシナプス結合の強さを調べるために電気生理学的解析を進めていく。
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Report
(1 results)
Research Products
(3 results)
