N型電位依存性カルシウムチャネルとリアノジン受容体を標的とした脊髄保護療法の開発

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K24027
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 大橋 正幸 新潟大学, 医歯学総合研究科, 特任准教授 (70706720)
• Project Period (FY): 2019-08-30 – 2021-03-31
• Keywords: 脊髄損傷 / 脊髄保護 / カルシウムチャネル / リアノジン受容体 / 興奮毒性 / グルタミン酸 / 二次障害

Outline of Annual Research Achievements

脊髄損傷後の重症化（二次障害）には、活性酸素 (ROS)が深く関与しており、その機序として「グルタミン酸毒性」が報告されている。我々は、脊髄横断スライスを用いた電気生理学的実験により、脊髄前角においてはROSによるN型電位依存性カルシウムチャネル (VGCC)と小胞体のリアノジン受容体 (RyR)の活性化によりグルタミン酸が過剰放出されていることを報告した。本研究の目的は、脊髄損傷モデルラットにおけるN型VGCC阻害剤 (ジコノチド、ZIC)とRyR阻害剤（ダントロレン）の脊髄保護効果を検討することである。
成熟ラット(雄、180-250 g)を用い、全身麻酔下に専用デバイスを用いて150 kilodynesの力で脊髄に圧挫を加え、不全脊髄損傷モデルを作成した。ZIC (200 pmol)を受傷直後に損傷局所に投与した。運動機能評価として、脊髄損傷後28日間の運動機能をBasso-Beattie-Bresnahan (BBB) score で評価した。脊髄損傷後28日目のラットより深麻酔下に脊髄を摘出し、免疫組織学的実験を行った。
BBB scoreではZIC群 (n = 7)、対照群 (n = 5)ともに、損傷後経過とともに後肢運動機能は改善傾向を認めた。各記録時点において対照群とZIC群のBBB scoreを比較すると、脊髄損傷後3日日以降でZIC群のBBB scoreが対照群と比較して有意に高かった (P < 0.05)。また、NeuNに対する免疫染色では、対照群と比較して、ZIC群のNeuN陽性細胞数が多かった (ZIC群: 50.0±4.4、対照群: 28.9±3.0、P = 0.02)。
今後はダントロレンの効果および2剤の併用効果も検討していく予定である。本研究で脊髄保護効果が確認されれば、ドラッグ・リポジショニングによる早期臨床応用も期待できる。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

当初、安定したラット脊髄損傷モデルの作成に難渋した。同じ外力を加えても麻痺の程度や左右差のばらつきが大きかったが、脊髄損傷作成時の脊椎の固定方法を工夫することで安定し、現在は比較的短時間で安定した脊髄損傷モデルを作成できるようになった。

Strategy for Future Research Activity

今後は、より実際の臨床に近い条件での実験を予定している。すなわち、脊髄損傷後4～8時間での薬剤投与を予定している。投与方法として、損傷部より尾側の腰椎高位からクモ膜下カテーテルを用いたクモ膜下投与を予定している。
さらにリアノジン受容体阻害薬（ダントロレン）の腹腔内投与の脊髄保護効果、ω-コノトキシン（ジコノチド）との併用効果についても検討を行う予定である。

Causes of Carryover

おおむね当初の予定通り研究は進んでいる。研究協力者の研究助成金もあり、若干の繰越金が生じた。今後は、より実際の臨床に近い条件での実験を予定している。すなわち、脊髄損傷後4～8時間での薬剤投与を予定している。投与方法として、損傷部より尾側の腰椎高位からクモ膜下カテーテルを用いたクモ膜下投与を予定している。さらにリアノジン受容体阻害薬（ダントロレン）の腹腔内投与の脊髄保護効果、ω-コノトキシン（ジコノチド）との併用効果についても検討を行う予定である。これらの実験を遂行するために本年度の予算を申請する。