2020 Fiscal Year Annual Research Report
Mechanisms in motro recovery aftre spina cord injury by electrical stimulation induced muscle contraction
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18K10804
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| Research Institution | Kawasaki Medical School |
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Principal Investigator |
宮本 修 川崎医科大学, 医学部, 教授 (00253287)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
丸山 恵美 川崎医科大学, 医学部, 助教 (30792072)
氷見 直之 川崎医科大学, 医学部, 講師 (70412161)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 脊髄損傷 / 骨格筋収縮 / 電気刺激 / 皮質脊髄路再生 / BDNF / TrkB / フルオロゴールド / ANA-12 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和1年度までの研究で以下の点を明らかにした。
1．脊髄損傷モデルラット(SCI）の下腿骨格筋を損傷直後から電気刺激（ES）することによって、脊髄組織の保護と軸索再生の促進及び運動機能の回復が起こること
2．ESによって骨格筋が収縮することで、筋細胞及び脊髄ニューロンにおけるBDNF産生が亢進すること
3．脊髄後根切断によって、ESによるBDNF産生亢進の効果が消失すること
令和2年度はESによる軸索再生及び運動機能回復にBDNFが関与することを証明するために、BDNF受容体であるTrkBに対するブロッカー（ANA-12）投与と、トレーサー実験を行った。ラット胸髄T9レベルを損傷したSCIのみ群(SCI)、電気刺激群とANA-12投与群(SCI＋ES+ANA-12)、コントロール群(SCI＋ES＋vehicle)に分けた。脊損6週間、経時的に運動機能をBBBスコアで評価した後、坐骨神経に逆行性トレーサーであるフルオロゴールドを注入して1週間後に脊髄の組織切片を作成した。腰髄のニューロンを逆行性トレーサーであるフルオロゴールドと、前シナプスのマーカーのシナプトフィジンで二重染色し、両方とも陽性となったニューロン数をカウントした。さらに、脊髄の矢状断切片をセロトニン免疫染色して皮質脊髄路の軸索を定量化した。ANA-12投与群ではESによる運動機能回復効果が消失した。また、ESによって脊損に伴うフルオロゴールド／シナプトフィジン陽性細胞の減少は抑制されるが、ANA-12投与群ではESによる抑制効果が見られなかった。さらに、セロトニン陽性軸索もANA-12投与によってES群よりも有意に減少した。以上の結果から、脊損後のESによる皮質脊髄路再生と運動機能改善効果はBDNF-TrkB経路が関与していることが考察された。
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