2017 Fiscal Year Annual Research Report
Remote limb ischemic conditioning for cerebral infarction
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15H04844
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| Research Institution | Tokyo Women's Medical University |
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Principal Investigator |
北川 一夫 東京女子医科大学, 医学部, 教授 (70301257)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清水 優子 東京女子医科大学, 医学部, 准教授 (20246507)
遠井 素乃 東京女子医科大学, 医学部, 准講師 (50408465)
柴田 亮行 東京女子医科大学, 医学部, 教授 (90226176)
飯嶋 睦 東京女子医科大学, 医学部, 准教授 (90232115)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 遠隔虚血コンディショニング / 脳虚血 / 側副血行 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
マウス一過性中大脳動脈閉塞再灌流モデルを用いて脳側副血行発達促進を介する保護手段として慢性低潅流負荷の影響を検討した。昨年度遠隔虚血負荷が脳側副血行発達を介して脳梗塞体積縮小効果を示すことを明らかにした。本年度は小動物用MRIによる拡散強調画像の撮影を可能とし、脳虚血早期病変に対する慢性低潅流負荷の影響を検証した。
C57BL/6マウスの左総頚動脈を結紮または偽手術を施し、2週間後に左中大脳動脈をナイロン栓子で一過性に45分間閉塞した。前もって左総頚動脈閉塞を行った慢性低潅流負荷群では中大脳動脈閉塞45分後での拡散強調画像での虚血病変が縮小し、また別の動物での検討では脳軟膜動脈吻合血管が有意に拡大していた。再灌流24時間後の脳神経症状は軽度であり脳梗塞体積も慢性低潅流負荷群で有意に縮小していた。
昨年まで使用していた下肢虚血負荷が一時的な血圧低下をきたすことが分かったため、遠隔虚血負荷用の実験ではあらたな下肢虚血負荷装置の導入を検討している。予備実験で血圧測定用のカフを応用したマウス用の下肢虚血負荷装置が血行動態に影響を与えることなく遠隔虚血負荷を可能とすることを明らかにしている。平成30年度に向けて新たな下肢虚血負荷装置、あらたな脳病変評価法としての脳MRI撮影を可能とし、遠隔虚血負荷のマウス永久中大脳動脈閉塞モデルに対する有効性の検証を可能とした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
遠隔虚血負荷の脳保護効果を側副血行発達促進の観点から明らかにしてきている。すでにマウス一過性中大脳動脈閉塞モデルでは遠隔虚血コンディショニングの有用性を明らかにして報告してきた。しかし遠隔虚血負荷に際してナイロンチューブで両下肢を駆血すると血圧低下、脈拍低下をきたすことが明らかになり、その対策について検討してきた。また継時的な脳病変の評価を行うため小動物用MRI装置での拡散強調画像の撮影が最適なためその条件の設定等を行ってきた。すでに申請者らが報告している慢性低潅流モデルでの脳MRI装置の評価を行い、マウスでは45分間の中大脳動脈閉塞で虚血病変の検出が可能なことを明らかにした。これらの実験成果を踏まえ最終年度は遠隔虚血負荷の側副血行発達促進を介した脳保護効果の検証をMRI拡散強調画像での評価を踏まえ可能としている。
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| Strategy for Future Research Activity |
マウス永久中大脳動脈閉塞モデルを用いて遠隔虚血コンディショニングの保護効果を検証する。レーザドプラ血流計により脳皮質血流をモニターしつつ中大脳動脈閉塞15分後より下肢遠隔虚血負荷を5分間間隔で合計4回（または偽処置）行った後、小動物用1テスラMRI装置で拡散強調画像、ADC map、T2強調画像を1時間、3時間、6時間、24時間、48時間と撮影する。マウス中大脳動脈閉塞1時間後にフロセン麻酔下に左心室よりラテックス加墨汁を注入し脳表面の軟膜動脈吻合の観察を行う。また別の動物では中大脳動脈閉塞48時間後に断頭、脳切片を作成、TTC染色により脳梗塞体積を算出する。本研究より遠隔虚血負荷コンディショニングの脳側副血行への影響、MRIで観察される早期虚血病変進展への影響、神経重症度や脳梗塞体積へ及ぼす影響が明らかになることが期待される。成熟マウスで遠隔虚血負荷コンディショニングの有効性が検出されれば、さらに老齢マウスを用いて同様の検討を行う。ヒト脳梗塞は大部分が高齢者での発症であるため臨床応用を考える上では、加齢マウスでの検討が必要である。
次に遠隔虚血負荷の脳軟膜動脈血管への影響を組織学的に検討する。中大脳動脈閉塞作成後、遠隔虚血コンディショニングまたは偽処置を行ったマウスの凍結脳組織切片を作成して、免疫組織学的検討を行う。神経細胞障害の程度は抗微小管結合たんぱく質２抗体、脳軟膜動脈は抗アクチン抗体で染色し、脳軟膜動脈吻合への単球集積を抗Mac2抗体を用いて観察する。また脳軟膜動脈吻合血管の血管内皮機能を抗eNOS抗体を用いて検証する予定である。
本研究成果が当初本研究が明らかにすることを目的としていた遠隔虚血コンディショニングの脳側副血行発達への分子メカニズムまで明らかになることを目指している。
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