サル局所脳虚血モデルにおける急性期脳虚血病態の解析―虚血性組織におけるcyclooxygenase-2の発現に関する研究―

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12770774
• Research Institution: National Cardiovascular Center Research Institute
• Principal Investigator: 横田 千晶 国立循環器病センター研究所, 病因部, 室員 (80300979)
• Keywords: cyclooxygenase-2 / focol ischemia / PET / primate

Research Abstract

1.サル血栓塞栓性モデルの確立。
カニクイザルの左内頸動脈への自家血餅注入により、局所脳虚血モデルを作成した。血餅注入1時問後、左側頭葉、左基底核の脳血流量は、12-15ml 100g^<-1>min^<-1>以下(対側の40%未満)となった。24時間後、同部位の脳血流量、脳糖代謝率は低下し、TTC染色にて組織障害を確認した。左頭頂葉では、1時間後の脳血流量は、対側の40%、24時間後には60%となった。24時間後の左側頭葉には組織障害はなく、脳糖代謝率は対側と同様に保たれていた(脳血流量と脳糖代謝率のuncoupling)。本モデルでは、血餅注入側の側頭葉、基底核が虚血中心部、頭頂葉が梗塞周囲のペナンブラと考えられた。
2.上記モデルを用いて、非虚血(3匹)、2時間(3匹)、24時間虚血(3匹)における脳組織でのcyclooxygenase-2(COX-2)の発現を、分子生物学的手法を用いて調べた。
1)COX-2mRNAの発現:非虚血群、虚血群の非虚血側では、COX-2mRNAの発現の増強はなかった。2時間虚血群は、虚血側の側頭葉および頭頂葉皮質でCOX-2mRNAの発現は有意に増強し(発現比:側頭葉7.4、頭頂葉4.7)、24時間虚血群では、虚血側の頭頂葉皮質で増強(発現比:4.5)、虚血側の側頭葉皮質では増強はなかった。
2)COX-2蛋白:虚血側の側頭葉および頭頂葉皮質でのCOX-2蛋白は、主に神経細胞に発現していた。
3)2時間虚血群に対して組織障害、24時間虚血群に対して、脳血流代謝測定(PET)と組織障害の検討を行い、1と同様の結果を得た。
3.結論:サル局所脳虚血モデルを用いて、虚血後の脳循環代謝とCOX-2発現との関連を明らかにした。COX-2は、虚血24時間までは主に神経細胞に発現し、虚血2時間後では、虚血中心部およびその周囲(ペナンブラ)、24時間後では、脳糖代謝率が保たれているペナンブラ領域での発現が増強していた。COX-2は、ヒト脳梗塞発症後の細胞障害および修復過程いずれの病態に対しても、修飾している可能性がある。

Research Products

• [Publications] G.Kito, A.Nishimura, R.Nagata, Y.Kuge, C.Yokota, et al.: "Experimental thromboembolic stroke in cynomolgus monkey"J Neurosci Meth. 105,1. 45-53 (2001)
• [Publications] Y.Kuge, C.Yokota, et al.: "Serial changes in cerebral blood flow and flow-metabolism uncoupling in priimates with acute thromboembolic stroke"J Cereb Blood Flow Metab. 21. 202-210 (2001)
• [Publications] C.Yokota, et al.: "Unique Profile of Spreading Depression in a Primates Model"J Cereb Blood Flow Metab. (in press). (2002)
• [Publications] C.Yokota, et al.: "Cyclooxygenase-2 experession and cerebral blood flow and metabolism during focal brain ischemia in the primates"J Cereb Blood Flow Metab. 21,suppl. S375 (2001)
• [Publications] M.Tagaya, Y.Kuge, C.Yokota, et al.: "Induced VEGF and neuropilin-1 expression in focal brain ischemia in primates"J Cereb Blood Flow Metab. 21,suppl. S223 (2001)
• [Publications] 横田 千晶 他: "Animal-PETによる拡延性抑制(spreading depression)現象の画像化"脳循環代謝. 13,3. 138-139 (2001)
• [Publications] C.Yokota, et al.: "Brain Ischemia and Spreading Depression in a Primate Model"Springer-Verlag Tokyo, Inc (in press). (2002)