Gut microbiotaの制御が脳虚血病巣進展および神経機能に及ぼす影響

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K01477
• Research Institution: Nippon Medical School
• Principal Investigator: 西山 康裕 日本医科大学, 医学部, 准教授 (20350077)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 五十嵐 博中 新潟大学, 脳研究所, 教授 (20231128) ; 若林 あや子 日本医科大学, 医学部, 講師 (30328851)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: マウス / 脳梗塞モデル / 腸内細菌 / 抗生物質 / 腸管上皮細胞

Outline of Annual Research Achievements

Liらの報告(Immunity.2015;43:527)に基づき C57BL/6Jマウスに対して抗生物質の混合含有水投与を行い１４日間投与を続けた。本学動物実験規程に基づき、総頸動脈からシリコンコートした塞栓糸を挿入して中大脳動脈内を閉塞、 ６０分後に塞栓糸を抜去し、急性脳梗塞モデルとした(中大脳動脈閉塞術(MCAO モデル))。脳梗塞モデルで抗生物質投与の有無により、腸管免疫担当細胞を解析した。脳梗塞については、同様に２４時間後、７２時間後に解析する予定であった。しかしながら、６０分モデルではモデルが安定せず、マウス死亡率が高いため、実験としての再現性が問題と考え、４５分虚血にて行った。これにより生存率が安定し、実験としての継続可能と判断に至った。TTC染色を行い、TTC染色で染色されない梗塞巣を両群間で比較した。このとき、皮質領域、基底核領域については各々測定した。また、同時に脳浮腫率も測定した。さらに、脳虚血前および２４時間後、７２時間後に神経学的スコアを計測し、両群間で比較した。なお、脳浮腫率は脳浮腫率（％）＝〔虚血半球－対側半球〕×１００／対側半球で計算した。結果として、１）平均の飲水量は両群ともに一日6mLで有意差を認めなかった。２）抗生物質投与１４日間でマウスの体調に変化は認めず、死亡例はなかった。３）虚血後２４時間の梗塞サイズにおいて、健常側比にて皮質、基底核および全脳いずれにおいてもvehicle群と抗生物質投与群に統計学的有意差を認めず、脳浮腫率においても、両群間で有意差を認めなかった。４）虚血後72時間の梗塞サイズにおいて、健常側比にて皮質および全脳においてvehicle群と抗生物質投与群に統計学的有意差を認めた。脳浮腫率においては両群間で有意差を認めなかった。血清中および腸管組織に対して各種サイトカイン、HMGB1などを測定していく予定である。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

スタッフ人員の問題による脳梗塞モデルマウスの作成の実施に時間がかかり、進展の遅れが認められる。加えて、COVID-19の影響により、研究全般の影響が見られる。

Strategy for Future Research Activity

共同研究者である新潟大学脳研究所の五十嵐博中教授とモデルマウスの供給及び実験計画の適性を話し合うものの、COVID-19の影響により、研究室の使用制限あり。日常臨床の状況も連日変化しており、研究への従事が一層困難な状況だが、同じく共同研究者である日本医科大学微生物免疫学教室若林講師と実験計画の適性を話し合い、進めていく。

Causes of Carryover

当初予定していた脳梗塞モデルマウスの実験計画に修正が必要。また、COVID-19対応による日常臨床活動及び実験活動に影響が生じている。来年度は現時点で決定した条件でモデルを作成し、腸管免疫担当細胞についての実験を進めていく。
また、本学研究室での作成が困難な状況が継続すれば、モデルマウスの輸送（新潟大学から日本医科大学）が必要となるため、この輸送費も必要となる。本計画については、本学の実験動物委員会の承認を得た。