2019 Fiscal Year Annual Research Report
Central mechanisms for the functional recovery of peripheral neuropathy and the application of rTMS
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19H03974
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
梁 楠 京都大学, 医学研究科, 准教授 (70512515)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
青山 朋樹 京都大学, 医学研究科, 教授 (90378886)
伊藤 明良 京都大学, 医学研究科, 助教 (50762134)
高橋 真 広島大学, 医系科学研究科(保), 教授 (50435690)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 末梢神経損傷 / 反復経頭蓋磁気刺激法 / リハビリテーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は，末梢神経損傷に伴う中枢神経系の興奮性変化および反復経頭蓋磁気刺激法の効果を明らかにすることである．初年度は，ラット坐骨神経損傷(神経挫滅)モデルと健常(コントロール)群を用いて，三次元動作解析を用いて運動機能回復を経時的に評価した．手術はラット麻酔下(イソフルラン吸口麻酔導入5%，維持1-2%；三種混合麻酔薬ドミトール＋ドルミカム＋ベトルファール, 投与量0.01ml/g)で循環動態をモニターリングしながら実施し，神経の挫滅は手術用鉗子を用いて作製した．運動パフォーマンスでは，ラットのフットプリント，あるいは後肢の骨ランドマークにマーカーを貼付した上で，4台のカメラを使用してトレッドミル歩行(速度1-25m/min, 5-60min/day)を撮影した後に解析した．また，電気生理学的手法を用いて末梢神経伝導速度および誘発電位の振幅値などを計測し比較することで，損傷モデルの確立を図った．さらに，末梢神経再生に対する神経移植の効果をみるために，間葉系幹細胞を用いたバイオ3Dシートを神経に移植し，上記の指標についてラット間で比較した．その結果，4週間かけてラットの運動機能および神経伝導速度は徐々に改善がみられたが，コントロール群と同様のレベルまでには戻らなかった．坐骨神経損傷後，間葉系幹細胞を移植した群では早い段階から運動機能が回復する傾向がみられた．今後は末梢神経損傷の症例数を増やしつつ，末梢神経や脊髄だけではなく大脳皮質の興奮性変化を調べる予定である．
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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
初年度に反復経頭蓋磁気刺激装置および関連実験機器の選定，購入，納品，使用講習会の開催と同時に，末梢神経損傷モデルの作製及び再現性について運動・電気生理学的手法を用いて検討するができた．全国規模の感染症による行動制限および本学の行動指針により，実験自体や学会発表などを中止せざるを得なかったが，いつでも研究や実験を再開できるよう準備している．
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| Strategy for Future Research Activity |
初年度は，末梢神経損傷モデルの作製及び再現性について検討し，また運動・電気生理学的手法を用いて検討することができた．今後は，まず麻酔下ラットで末梢神経損傷の実験モデルを確立した上で，反復経頭蓋磁気刺激法(repetitive transcranial magnetic stimulation, rTMS)の効果を明らかにする．rTMSは対側あるいは同側運動野を対象として，低頻度あるいは高頻度刺激を与え，与えないコントロール群と以下の評価項目で比較する．評価指標として，運動野への単発TMSによって末梢筋，あるいは神経で導出される運動誘発電位(motor evoked potentials, MEP)を用いて皮質脊髄路の興奮性を評価する．加えて，末梢神経刺激によって誘発されるM波，H波，F波などを用いて，脊髄α運動ニューロンプールの興奮性および末梢神経伝導速度を評価する．また，運動パフォーマンスについては三次元動作解析を用いて評価し，ラット安楽死後に末梢神経損傷周辺部を採取し，組織学的に損傷神経の機能回復について評価する．
動物実験に目途がついた後，人を対象にrTMSが脊髄α運動ニューロンプールの興奮性あるいは末梢神経伝導速度に与える影響を明らかにする．最後に，末梢神経損傷患者において，rTMSが神経系，あるいは運動パフォーマンスに及ぼす効果について明らかにし，臨床応用について検討する．
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Research Products
(6 results)
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[Presentation] Peripheral nerve regeneration in a rat crushed sciatic nerve model: Using a Bio 3D sheets generated from human iPSC-derived mesenchymal stromal cells2019
Author(s)
Naoki Yamada, Chengzhu Zhao, Akira Ito, Tianshu Wang, Akihiro Nakahata, Nan Liang, Taiki Nakajima, Mai Tanaka, Shizuka Akieda, Koichi Nakayama, Masahiro Abo, Tomoki Aoyama, Makoto Ikeya
Organizer
The 13th International Society of Physical and Rehabilitation Medicine World Congress
Int'l Joint Research
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