2017 Fiscal Year Research-status Report
ナノ粒子化活性酸素消去剤による脳虚血再灌流障害の神経血管ユニット保護療法の開発
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17K10819
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
丸島 愛樹 筑波大学, 医学医療系, 講師 (40722525)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
プエンテス サンドラ 筑波大学, システム情報系, 助教 (00725765)
平山 暁 筑波技術大学, 保健科学部, 教授 (20323298)
鈴木 謙介 獨協医科大学, 医学部, 教授 (20400674)
鶴嶋 英夫 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (50315470)
滝川 知司 獨協医科大学, 医学部, 講師 (60450227)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | RNP / 脳虚血再灌流障害 / 血栓回収療法 / 神経血管ユニット保護 / 脳梗塞 / 血液脳関門 / ナノ粒子化活性酸素消去剤 / フリーラジカル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脳主幹動脈閉塞急性期における血栓回収療法の有効性は明らかだが、再開通療法後に発生する活性酸素による脳虚血再灌流障害は、脳梗塞拡大や出血性合併症を起こし、治療転帰を悪化させる。その為、脳虚血灌流障害を防ぐための新たな脳保護療法の開発が必要である。本研究では、ナノ粒子化活性酸素消去剤(RNP: Radical containing nanoparticles)を、一過性中大脳動脈閉塞モデルに頸動脈投与し、神経血管ユニット保護効果とその作用機序、用量反応関係評価、既存薬（エダラボン）との比較試験を行った。【方法】マウス一過性中大脳動脈閉塞モデルにおいて、再開通20分後に薬剤を頸動脈投与した。24h後にRNPの脳梗塞巣における分布、容量反応関係評価とRNPの至適投与量の検討、エダラボンとの有効性を比較した。【結果】RNPの脳内分布の評価では、RNPは、脳血管壁のみならず、血管外腔への分布し、神経細胞、アストロサイト、ミクログリア周囲に集積を認めた。用量反応関係から得られる至適投与量の検討では、RNPは濃度依存性に脳梗塞を抑制し、神経症状を改善させた。至適投与容量は9mg/kgであった。エダラボンとの比較試験は、エダラボンの至適投与量を検討し、3mg/kgが指摘であった。比較試験は実施中である。【まとめ】脳虚血再灌流後に頸動脈投与されたRNPは、血管外腔の中枢神経細胞周囲への分布を認めており、脳虚血部の血液脳関門を通過して、神経血管ユニット保護効果を発揮している可能性が示唆された。用量反応関係評価では、RNPは濃度依存性に効果を発揮し、至適投与量を決めることができた。脳虚血再灌流後に頚動脈から直接脳虚血部にRNPを動注することは、血栓回収療法後の脳虚血再灌流障害を抑制する新たな神経血管ユニット保護療法としての可能性が期待された。
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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
今年度の研究計画は、①RNPの脳血管壁及び血管外腔への分布の検証。②血液脳関門、中枢神経細胞の保護効果の検証。③脳虚血再灌流領域における神経血管ユニット構造の評価であった。①については、ローダミン標識RNPによりRNPの脳内分布を解剖学的に評価し、RNPの中枢神経細胞周囲への集積を確認できた。②については脳血管内皮保護効果、神経保護効果を蛍光抗体法により証明することができた。③については、次年度以降の評価とし、その代わりに、平成31年度に予定していた④既存薬エダラボンとの比較試験を開始した。RNPが既存薬と比べて有効かどうか、また脳梗塞のどのような病態を改善させる可能性があるのかについて検証を開始した。現在、エダラボンの至適投与量を確定させ、RNPとの比較試験を継続している。
よって、平成29年度の研究進捗としてはおおむね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度は、①RNPの脳内分布の評価について、より詳細な解剖学的解析を行う。また、RNPの作用機序についてどのような中枢神経細胞の保護効果が高く、神経血管ユニットを保護しているのか、明らかにする。④RNPとエダラボンの比較試験を終了させて、RNPを血栓回収療法後の脳保護薬としての開発することの必要性を明らかにする。③神経血管ユニット構造の評価としては、血管内皮、周皮細胞、神経細胞、アストロサイト、ミクログリアに対するRNPの保護作用を評価するとともに、RNPの脳保護機序の評価として、活性化アストロサイトや活性化ミクログリアの発現を継時的に評価する。
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| Causes of Carryover |
研究計画を一部変更し、脳虚血再灌流障害領域の脳血管ユニット構造の評価は次年度移行に変更し、代わりに今年度は既存薬エダラボンの比較試験を行った。そのため、今年度未使用額が生じ、次年度使用額とした。
次年度は、脳虚血再灌流障害領域の脳血管ユニット構造の評価を、マウス一過性脳虚血モデルを用いて行う。血液脳関門の評価として、エバンスブルーを用いた血液脳関門からの漏出量評価を行う。血管内皮細胞におけるOccludinの発現評価、周皮細胞（pericyte）の発現評価、神経細胞のアポトーシス評価、活性化ミクログリア（M1、M2)の発現評価、活性化アストロサイトの発現評価を行い、脳血管ユニット構造における相互の解剖学的関係を評価する。
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Research Products
(10 results)
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[Journal Article] Neurovascular Unit Protection From Cerebral Ischemia-Reperfusion Injury by Radical-Containing Nanoparticles in Mice2017
Author(s)
Hosoo H, Marushima A, Nagasaki Y, Hirayama A, Ito H, Puentes S, Mujagic A, Tsurushima H, Tsuruta W, Suzuki K, Matsui H, Matsumaru Y, Yamamoto T, Matsumura
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Journal Title
Stroke
Volume: 48
Pages: 2238-2247
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Intensive Gait Treatment Using a Robot Suit Hybrid Assistive Limb in Acute Spinal Cord Infarction: Report of Two Cases2017
Author(s)
Watanabe H, Marushima A, Kawamoto H, Kadone H, Ueno T, Shimizu Y, Endo A, Hada Y, Saotome K, Abe T, Yamazaki M, Sankai Y, Ishikawa E, Matsumura A
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Journal Title
J Spinal Cord Med
Volume: 9
Pages: 1-7
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Neurovascular Unit Protection Using Nitroxide Radicals-containing Nanoparticles (TEMPO-RNP) for Cerebral Ischemia-reperfusion Injury in Mice2018
Author(s)
Hisayuki Hosoo, Aiki Marushima, Yukio Nagasaki, Aki Hirayama, Hiromu Ito, Sandra Puentes, Arnela Mujagic, Hideo Tsurushima, Wataro, Kensuke Suzuki; Hirofumi Matsui, Yuji Matsumaru, Tetsuya Yamamoto, Akira Matsumura
Organizer
International stroke conference 2018
Int'l Joint Research
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[Presentation] 後方循環急性期再開通療法の治療成績と今後の課題2017
Author(s)
丸島愛樹, 滝川知司, 早川幹人, 日野天祐, 松村英明, 渡部大輔, 池田剛, 中居康展, 上村和也, 中村和弘 谷中清之, 石川栄一, 松丸祐司, 松村明
Organizer
第76回日本脳神経外科学会学術総会
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