脊髄損傷後排尿障害における脊髄神経機構の研究～排尿障害の病態生理解明を目指して～

2023 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K17756
• Research Institution: Ibaraki Prefectural University of Health Science
• Principal Investigator: 瀬高 裕佳子 茨城県立医療大学, 保健医療学部, 助教 (20404767)
• Project Period (FY): 2019-02-01 – 2025-03-31
• Keywords: 脊髄損傷 / 排尿障害

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、胸髄で脊髄を半切した脊髄損傷モデルを作成し、排尿障害時における仙髄排尿中枢などの排尿反射中枢がどのように障害されているかを調べ、さらに仙髄排尿中枢のみで排尿がどのように回復できるのかを神経生理学の観点から解明することである。
これまでの慢性動物の実験成果より、排尿の現象は膀胱筋の収縮による膀胱内圧の上昇ばかりでなく腹圧の上昇も不可欠であることが腹壁筋の筋電図記録で明らかになった。排尿には膀胱内圧の上昇と同時に腹壁筋の筋活動が必要であり、仙髄の排尿に関する神経回路と腹壁筋の筋活動を促す神経回路が協調して働く必要がある。
これまでは腹壁筋の筋活動に伴う反回抑制回路が排尿時にどのような活動をするかを調べた。実験は成ネコを用いて、セボフルラン+笑気+酸素吸入麻酔下にて脳定位固定装置に固定した。第1腰髄から第3仙髄まで椎弓切除を行い、脊髄を露出させた。一側の腹壁筋支配神経に双極カフ電極を装着し、支配神経に電気刺激を加えられるようにした。その後、ガス麻酔からウレタン+αクロラロース麻酔に変更した。膀胱に尿道からカテーテルを刺入し、37度に温めた生理食塩水を一定速度により注入装置で膀胱内へ注入できるようにした。2M NaCl溶液を充填したガラス管微小電極を第1から第2腰髄の灰白質に刺入し、腹壁筋支配神経に電気刺激を加えて、運動軸索の反回側枝からシナプス性に活動電位が誘発されるレンショウ抑制性介在ニューロンの活動電位を細胞外記録にて記録した。これにより、例は少ないが、レンショウ抑制性介在ニューロンを記録することが可能であった。
なお、令和５年度では、解析作業および手術プロトコルの見直しを中心に実施した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

手術プロトコルの見直しのため

Strategy for Future Research Activity

これまでの実験および解析で確認された、レンショウ抑制性介在ニューロンの活動に関して、組織学的な解析を行う。また、腹壁筋運動ニューロンと外尿道括約筋運動ニューロンは排尿時に協調して活動するが、それぞれの運動ニューロンのレンショウ抑制性介在ニューロンが、排尿時にどのような活動を示すか明らかにする。さらに、セボフルラン+笑気+酸素吸入麻酔下で脊髄損傷後モデルを作成して、半切後5日目において、ウレタン+αクロラロース麻酔で排尿障害時におけるレンショウ抑制性介在ニューロンの活動様式を調べる。腹壁筋運動ニューロンのレンショウ抑制性介在ニューロンは第1・第2腰髄から、外尿道筋運動ニューロンのレンショウ抑制性介在ニューロンは第1仙髄・第2仙髄から細胞外記録を行う予定である。さらに、排尿障害時におけるレンショウ抑制性介在ニューロンの活動性を高め、正常な排尿を誘発することについても調べる。

Causes of Carryover

実験に必要な手術台やバイタルサインモニター、脳固定装置、増幅器等の電気生理学備品、顕微鏡や手術器具等はすでに設置されているものを活用する。一方、実験動物飼育のための飼料や薬品、電子部品の購入を予定している。