脳梗塞後の非障害大脳半球の皮質網様体路が痙性に関与する可能性の同定

• Project/Area Number: 22K17621
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
• Research Institution: Toyohashi Sozo University
• Principal Investigator: 中村 佳代 豊橋創造大学, 保健医療学部, 講師 (70800572)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2024: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000); Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
• Keywords: 脳梗塞 / 痙縮 / 皮質網様体路 / 運動機能回復 / リハビリテーション / 脳卒中 / 光遺伝学 / 脳幹網様体回路

Outline of Research at the Start

脳卒中後に生じた強い痙縮は運動麻痺の回復を阻害する。しかし痙縮には持続的に有効な治療法が未だない。痙縮の根底にある直接的な病因を解明することが喫緊の課題である。これまで、脳幹を起始とする網様体脊髄路の過興奮が痙縮発生に関わることが報告されている。近年、興味深いことに非障害側の大脳皮質から脳幹への投射（皮質網様体路）が発生に関与することが示された。損傷後に繰り返される非障害皮質からの入力は痙縮の直接的な発生機序になり得る。本研究では脳梗塞病態マウスと光遺伝学を用いて、非障害側の皮質網様体路の興奮性を特異的に増減させ、痙縮の徴候の変化を捉えていく。研究の成果を足掛かりに痙縮の治療法の開発を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

脳梗塞直後は、骨格筋の弛緩による弛緩性麻痺となるが、その後、骨格筋が硬直する痙性麻痺が生じることが多い。痙性は脊髄反射の1つである伸張反射の過興奮性を伴い、関節が受動的に伸ばされたときに速度に依存して抵抗が増加する現象を特徴とする。伸張反射の過興奮に加えて、上位中枢においても障害皮質からの経路の損傷により脳幹を起始とする脊髄路の興奮性の変化が痙性に関わっている証拠も多く報告されている。近年では、非障害領域の皮質網様体路からの入力を受ける網様体脊髄路の興奮性の変化が痙性に関与している可能性が示された。そこで本研究では、非障害領域の皮質網様体回路に着目し、この回路の興奮性増加が痙性の直接的な発生機序になり得るかを明らかにしていく。本研究の成果により、痙性に対する皮質網様体路を標的とした治療法の開発や、障害肢（手足）の機能を的確にトレーニングする新規リハビリ法の確立を目指す。
本研究では脳梗塞病態モデルマウスと光遺伝学を組み合わせ、痙性に対する脳梗塞後の皮質網様体回路の役割について検討していく。
これまでの2年間において①げっ歯類における皮質脊髄路の検証②障害皮質における脳梗塞作製と非障害皮質の光刺激の実験手順の確定③病態モデルマウスの運動機能の変化（BeamテストおよびReachテスト）④脳の光刺激の機器の特定と遺伝子導入の検証を行った。
現在は、遺伝子導入した脳梗塞病態モデルマウスに対して、光刺激に応答する神経細胞の発現の確認、刺激後の行動特性の検証を実施している。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

これまでの2年間で①げっ歯類における皮質脊髄路の検証②障害皮質における脳梗塞作製と非障害皮質の光刺激の実験手順③病態モデルマウスの運動機能の変化（BeamテストおよびReachテスト）④脳の光刺激の機器の特定と購入およびAAV（セロタイプ）の検証を行った。
現在、遺伝子導入した脳梗塞病態モデルマウスに対して、光刺激に応答する神経細胞の発現の確認、刺激後の行動特性の検証を実施している。

Strategy for Future Research Activity

2024年度は、遺伝子導入した脳梗塞病態モデルマウスに対して、光刺激に応答する神経細胞の発現量の確認、光刺激後の行動特性の検証を実施していく。2024年度の前半で一連のプロトコルを実施した結果を定量的に分析し、後半では結果をまとめていく予定としている。