歩行障害を示す二分脊椎モデル動物における脊髄機能障害の病態に関する基礎的研究

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K11509
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 樅木 勝巳 岡山大学, 自然生命科学研究支援センター, 教授 (70304615)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤原 隆 広島文化学園大学, 看護学部, 教授 (30036496) ; 平山 晴子 岡山大学, 自然生命科学研究支援センター, 助教 (40635257)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 二分脊椎症 / モデル動物 / 歩行障害 / 病態解析 / 脊髄奇形 / 運動神経細胞 / 知覚伝導路障害 / 神経細胞発生異常

Outline of Annual Research Achievements

椎弓の欠損を主徴とする非致死性脊髄奇形である二分脊椎症は，椎弓の欠損状態や奇形箇所の脊髄の状態から病形が区分される。本奇形は、椎弓欠損のみに奇形が限局しする潜在性型と椎弓欠損に髄膜あるいは脊髄と髄膜の両方が巻き込まれる嚢胞性型とに区分される。一般に潜在性型は無症状であるが，嚢抱性型は種々の程度の神経障害を示す。これまでの二分脊椎症に関連する研究では，この神経障害の病態は臨床知見に基づいたものがほとんどであり，実験に基づく知見は臨床知見に比べてはるかに少ない。ゆえに，その詳細な病態については不明な点が未だ多く残されている。我々はこれまでに二分脊椎症で見られる神経障害の病態を詳細に解析することを目的として，ヒト二分脊椎症患者に似た後肢運動障害を示す二分脊椎モデル動物を開発，奇形領域の神経細胞の発生異常や神経伝導路形成異常が二分脊椎症に併発する歩行障害を誘発する可能性を示してきた。
本モデルは、人為的に二分脊椎を引き起こすことから本奇形の原因追及ではなく病態解析に目的を特化したモデル動物である。しかしながら、二分脊椎症のうちこれまで潜在型はほぼ再現が可能であったが、嚢胞型は最も重症例である脊椎裂のみ再現可能であった。すなわち、嚢胞型のうち最も例数が多いタイプの二分脊椎症を再現できなかった。前年度、ニワトリ胚の二分脊椎処置のタイミングを調整することで嚢胞型の二分脊椎の作出に成功したが、作出確率は低く実験データを取得するには不十分であった。そこで、嚢胞型モデルの作出方法について検討しつつ、嚢胞型モデルと脊椎裂モデルをそれぞれ作出、計画しているサンプリング実験を実施した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

平成３０年度は、平成２９年度からの研究分担者の育児休暇もあって当初計画を入れ替えながら実験を実施した。よって、当初計画に比べるとわずかに研究の進捗の遅延が認められる。一方、現在の研究の当初計画で実施予定の脊椎裂モデルを用いた解析に加え、平成２９年度に作出することができるようになった当初計画なかった嚢胞型モデルを用いた解析も同時並行で進めていることから、ヒト二分脊椎症の病態を把握するための基礎データを収集するという本研究の命題から鑑みると本研究は順調に推移していると判断できる。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度には、平成３０年度までに収集したサンプルを用い解析を行うとともに、研究分担者の育児休暇によりやむを得ず中断していた平成２９年度-平成３０年度に計画していた電気生理学的手法を用いた運動神経細胞の機能解析を進める。なお、これまで計画では、脊髄裂タイプの奇形をもつ二分脊椎ヒヨコで実施予定であったが、このタイプに加え、平成29年度の研究で作出可能となった嚢胞型タイプでの実験も加える。これにより本研究計画によって得られるデータのヒトへの外挿化を図る。

Causes of Carryover

平成３０年度は、平成２９年度からの研究分担者の育児休暇もあって平成３０年度中まで当初計画を入れ替えながら実験を実施したために差額を令和元年に使用することとなった。