神経活動依存的BDNFによる虚血脳保護・神経機能再建-非侵襲的大脳刺激の応用-

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14571320
• Research Institution: 大分医科大学
• Principal Investigator: 藤木 稔 大分大学, 医学部, 助教授 (90231563)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 野中 幸夫 日本光電工業, 脳神経血算事業部, 第1係長 ; 槍田 勝 日本光電工業, 脳神経血算事業部, 取締役事業部長
• Keywords: 脳虚血 / 神経細胞死 / 虚血耐性 / 磁気刺激 / 遺伝子発現 / BDNF / 神経保護 / 神経修復

Research Abstract

致死的脳虚血に非致死的脳虚血を先行させると、その脳は遅発性神経細胞死から免れる(脳虚血耐性)。これは先行した非致死的脳虚血がストレス蛋白や神経保護的な成長因子を発現するためだと理解されているが、その詳細は不明である。近年、当研究室は、脳の非侵襲的刺激を先行させると、非致死的虚血同様に脳虚血耐性を獲得することを見いだした。すなわち、非虚血のpreconditioningによる脳虚血耐性獲得の背景を検索することで虚血から「脳を守る」keyを見いだし、さらには脳虚血の治療応用へと発展させようとするものである。
1.虚血動物の時間経過
虚血直後からのc-fos, BDNFおよび各種細胞性反応は既報の結果に一致した。損傷直後から2時間で、損傷部近傍に著しいc-fos, BDNF遺伝子が発現し、以後漸減、c-fosは2-4時間、BDNFは3-6時間以内にコントロール値に帰した。
Astrocytesやmacrophages/microgliaの活性は損傷後数日から徐々に上昇し、1週間でピーク。2-3週で下降するものの、中央部やedgeの活性は、それ以降も持続する。行動学的には、損傷直後に完全弛緩性麻痺が一過性に出現。電気生理学的評価にはmotor evoked potentials ; MEPsは行動学的改善に先行することはなく、やや遅れて3-4週目にはコントロール値の38〜55%に改善した。
本年度の内容【基礎研究;Project B】
1)高頻度磁気刺激の脳保護的遺伝子発現至適条件検索、2)一過性脳虚血および脳梗塞(中大脳動脈閉塞)の分子生物学的解析
3)非侵襲的大脳刺激による脳虚血耐性の検索ならびに刺激装置のスペックアップを完成させるべく後半はこの領域に先進的なHelsinki大学脳神経外科でも研究を継続した。

Research Products

• [Publications] Fujiki M, Kobayashi H, Abe T, Kamida T: "Repetitive transcranial magnetic stimulation for protection against delayed neuron al death induced by transient ischemia"J Neurosurg. 99. 1063-1069 (2003)
• [Publications] Fujiki M, Kobayashi H, Abe T, Ishii K: "Astroglial activaetion accompanies heat shock protein upregulation in rat brain following single oral dose of geranylgeranylacetone"Brain Res. 991. 254-257 (2003)
• [Publications] Fujiki M, Kobayashi H, Inoue R, Isono M: "Electrically induced GFAP upregulation attenuates progressive necrosis and cavitation following spinal cord injury"J Neurotrauma. 20. 1377-1395 (2003)
• [Publications] Kaga A, Fujiki M, Hori S, Nakano T, Isono M: "Motor evoked potentials following transcranial magnetic stimulation after middle cerebral artery and/or basilar artery occlusions in rats"J Clin Neurosci. 10. 470-475 (2003)
• [Publications] Isogawa K, Fujiki M, Akiyoshi J, Tsutsumi T, Horinouchi Y, Kodama K: "Anxiety Induced by Repetitive Transcranial Magnetic Stimulation is Suppressed by Chronic Treatment of Paroxetine in Rats"Phamacopsychiatry. 36. 7-11 (2003)
• [Publications] Kamida T, Baba H, Ono K, Yonekura M, Fujiki M, Kobayashi H: "Usefullness of magnetic motor evoked potentials in the surgical treatment of hemiplegic patients with intractable epilepsy"Seizure. 12. 373-378 (2003)