2015 Fiscal Year Research-status Report
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15K10538
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| Research Institution | Kochi University |
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Principal Investigator |
河野 崇 高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 講師 (40380076)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
横山 正尚 高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 教授 (20158380)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 術後認知機能障害 / 脳内炎症 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では, 高齢ラット開腹手術による術後認知機能障害(Postoperative cognitive dysfunction: POCD) 発症モデルを用いて, POCDの発症機序における海馬マイクログリア機能, および脳内炎症の役割を明らかとするとともに, それらに機序に基づく術前身体・認知訓練のPOCD予防効果を検討することである。本年度は, 高齢ラット開腹手術におけるラットPOCD発症モデルの開発・作製を行った。対象動物として, 高齢24-25週齢Wister系雄性ラットを用いた。開腹手術モデルとして, イソフルラン麻酔下に, 腹部2ｃｍの正中切開, 小腸を約10cm腹腔から引き出し, 3分間指で伸長させる方法を用いた。対照群では麻酔のみをおこなった。手術1週間後, 新奇物体認識試験を用いて認知機能を測定した結果, 本手術モデルでは対照群と比較して有意な認知機能障害 (新奇物体への嗜好性低下)が生じた。また, 認知試験後に海馬を摘出し, 炎症性サイトカイン (TNFα, IL-1βなど)をELISA法でした結果, 手術後に有意なサイトカインの増加が認められるとともに, その値は新奇物体への嗜好性と負の相関が認められた。さらに, これらの反応は若年ラットでは生じなかった。今回開発した高齢ラットPOCDモデルによりPOCD発症機序における脳内炎症の加齢性変化を検討することが可能と考えられた。また, 高齢ラットの術前身体・認知訓練として, 回転ケージ内で飼育することにより自発運動を促し, Hebb Williams迷路に餌をランダムにばら撒いたケージ内で飼育し, 探索行動を促すモデルの検討を行った。本モデルにより, 高齢ラットの身体活動性 (ゲージ内の移動距離)が通常飼育と比較して約3倍増加することが明らかとなった。
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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
上記目的のために, 研究分担・協力者と互いに連携を取りながら研究を進めている。本年度の研究課題についてはおおむね順調に進捗しており, 着 実に研究成果の蓄積が行われている。以下に進捗状況および成果について概略を示す。各成果については今後, 論文あるいは学会発表を予定している。
1) 高齢ラット開腹手術におけるラットPOCD発症モデル作製と脳内炎症:
イソフルラン (1.0-1.5%, 1.2MAC for aged rats) 麻酔下に, 腹部2ｃｍの正中切開, 小腸を約10cm腹腔から引き出し, 3分間指で伸長させる方法を用いた。手術1週間後, 新奇物体認識試験を用いて認知機能を測定した結果, 本手術モデルでは対照群と比較して有意な認知機能障害 (新奇物体への嗜好性低下)が生じた。また, 認知試験後に海馬を摘出し, 炎症性サイトカイン (TNFα, IL-1βなど)をELISA法でした結果, 手術後に有意なサイトカインの増加が認められるとともに, その値は新奇物体への嗜好性と負の相関が認められた。
2) 術前身体・認知介入のPOCD予防効果の検討:身体訓練として, 回転ケージ内で飼育することにより自発運動を促した。認知訓練として Hebb Williams 迷路に餌をランダムにばら撒いたケージ内で飼育し, 探索行動を促すモデルを用いた。予備実験では, それぞれのケージに 24 時間隔日暴露 (2 週間) で高齢ラットにおいて海馬重量の増加, リポ多糖の全身投与による中 枢炎症の抑制効果を認めた。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画に則って研究を推進し、平成 27年度までの研究内容を一層深めつつ, さ らなる推進を図る。加えて平成 28年度には, これまでの成果を国際学会 (米国麻酔学会)で発表する予定である。以下に今後の研究予定を示す。
1) 術前身体・認知介入のPOCD予防効果の検討: 高齢ラットの身体訓練として, 回転ケージ内で飼育することにより自発運動を促す。認知訓練としてHebb Williams迷路に餌をランダムにばら撒いたケージ内で飼育し, 探索行動を促すモデルを用いる。予備実験では, それぞれのケージに24時間隔日暴露 (2週間) で高齢ラットにおいて海馬重量の増加, リポ多糖の全身投与による中枢炎症の抑制効果を認めている。開腹手術前にこれらの介入を行い, 術後認知機能, 中枢炎症を評価する。術前訓練の期間・内容について, 最適な期間 (1, 2, 4週間), 訓練の種類 (各訓練単独, または両方の組み合わせ等) を検討する。
2) 術前身体・認知介入の海馬マイクログリア機能に及ぼす影響: 高齢ラットにおける術前身体・認知訓練の有効性の背景機序を検討するため, 海馬マイクログリア機能に及ぼす影響を検討する。海馬機能の指標として, 急性単離したマイクログリアのリポ多糖への反応性 (サイトカインの放出量ex vivo測定) を用いる。加えて, 海馬マイクログリアの形態変化に及ぼす影響を免疫組織化学試験 (特異抗体: Iba1 ) により検討する。それぞれに及ぼす加齢性変化, 身体・認知訓練および手術による変化を検討する。
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| Causes of Carryover |
27年度に行ったの脳内炎症物質蛋白分析に用いた抗体, ELISAキットの支払いはすべての測定が終わってまとめて行うこととなっており, その金額が未使用額となっている。そのため, すべての未使用額は来年度の試薬等における経費に充てることとしたい。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
来年度は, 上述した実験試薬・抗体・キット類に加えて, 実験用動物(ラ ッ ト ), 動物維持費用, 実験器具・ カテーテル類, 認知試験評価用紙, および学会発表旅費として使用する予定である。
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