Mechanism of recovery of locomotor function in rats with spinal cord injury by administration of chondroitin sulfate-degrading enzyme

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K06927
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 46020:Anatomy and histopathology of nervous system-related
• Research Institution: Yokohama City University
• Principal Investigator: FUNAKOSHI Kengo 横浜市立大学, 医学研究科, 教授 (60291572)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 脊髄損傷 / ペリニューロナルネット / コンドロイチン硫酸 / 運動ニューロン / セロトニン

Outline of Final Research Achievements

In a rat model of complete thoracic spinal cord transection, administration of chondroitin sulfate-degrading enzyme (ChABC) to the region containing the injury site caused serotonin fibers to extend beyond the injury site into the spinal motor area caudal to the transection and terminate on somatic motor neurons with synapse formation. In contrast, serotonin fiber regeneration was not observed in the saline-treated control group. Subsequent recovery of hind limb motor function was significantly higher in the ChABC-treated group. These findings suggests that ChABC might enhance the recovery of motor function by inducing the regeneration of serotonin fibers.

Free Research Field

神経解剖学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

コンドロイチン硫酸分解酵素は、脊髄損傷の治療に効果が期待される物質である。本研究では、胸髄を完全切断したモデルにおいても、投与法を工夫することにより、下肢の運動機能を著しく改善する効果があることを確認した。また、機能回復には、下行性投射路の損傷部位を超える再生と、下肢運動領域のニューロン群への投射が関わっていることが明らかになった。本研究は、脊髄損傷におけるコンドロイチン硫酸分解酵素による運動機能回復メカニズムを明らかしたものであり、コンドロイチン硫酸分解酵素を用いた治療法の開発に向けて重要な示唆を与えるものである。