物理的刺激による骨粗鬆症の新しい治療方法の開発

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 15K01435
• Research Institution: Health Science University
• Principal Investigator: 鈴木 敦子 健康科学大学, 健康科学部, 教授 (80162923)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 交感神経 / 大腿骨

Outline of Annual Research Achievements

骨量の神経性調節について，交感神経は骨量を低下させ，副交感神経は増加させることが薬理学的に示唆されている．しかし，薬は全身の様々なところに作用するため，骨に分布する自律神経が本当に骨量を調節しているか疑問がある．本研究は健常及び骨粗鬆症モデルラットを用い，物理的刺激が自律神経を介して骨量増加を誘発しうるかを明らかにすることを目的としている．これまでに骨支配の自律神経活動を記録したという報告はないことから，平成27年度はまず，健常ラットで骨を支配する自律神経を生理学的に同定することにチャレンジした．
実験には麻酔した人工呼吸下のラットを用いた．腹側からアプローチして大腿部の皮膚を切開し，実体顕微鏡下で大腿動脈周囲の筋を注意深く分離して大腿動脈から分枝して大腿骨に向かう動脈を捜し，これに沿って走行する神経を見出した．この神経を血管から分離し，なるべく大腿骨に近い部位で切断し，切断末梢端を電極にのせて遠心性活動を記録することに成功した．その結果，記録した神経は自発性活動を示し，その活動は昇圧剤（ノルアドレナリン）を投与して血圧を上昇させると低下した．さらにこの神経の活動は，呼吸を一時的に20～30秒間停止させると増加し，自律神経節遮断薬（ヘキサメソニウム）を投与すると消失した．これらの特性はこれまでに報告されている交感神経活動の特性と一致することから，骨支配の交感神経活動を記録できた可能性が高い．
今後，次の段階として組織学的手法（大腿骨への逆行性トレーサーの投与）により，この神経が交感神経であることを確定する．さらに同じ手法で骨支配の副交感神経の経路も同定し，その活動を記録して骨支配副交感神経の特性を明らかにする．その上で，物理的刺激がこれらの骨支配自律神経を介して骨量に及ぼす影響を健常及び骨粗鬆症ラットで解明する．

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

平成27年度は「In vivoで骨支配自律神経を生理学的に同定する」という計画を立て，交感神経と副交感神経の両方を同定する予定で研究を進めた．これまでに，栄養血管に沿って大腿骨に向かう神経活動の記録に成功し，その活動特性を調べた結果，交感神経である可能性が高いことを明らかにすることができた．しかし，大腿骨に分布する副交感神経については，実体顕微鏡下で神経を捜したが見出せていない．

Strategy for Future Research Activity

今後はまず，組織学的手法を用いて，平成27年度に記録に成功した神経が交感神経であることを確定する．具体的には大腿骨に逆行性トレーサーを投与し，大腿骨から中枢神経系に至る神経経路を調べる．また，この手法で大腿骨を支配する副交感神経についても調べる．先行研究では大腿骨に至る副交感神経として骨盤神経が示唆されているが，迷走神経の可能性も視野に入れて組織学的に同定する．そして同定した神経の活動を記録して骨支配副交感神経の特性を調べる．次いでこれらの神経の慢性刺激が骨量に及ぼす影響を解明し，皮膚や筋への物理的刺激がこれらの骨支配自律神経を介して骨量を増加させうるかを調べ，最終的には骨粗鬆症モデル動物も用いて，物理的刺激が骨量を増やして骨粗鬆症を改善・予防することができるかを明らかにする．