2020 Fiscal Year Research-status Report
The regulation of blood-brain barrier permeability of ketone bodies in ketogenic diet.
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20K07745
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| Research Institution | Jikei University School of Medicine |
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Principal Investigator |
川村 将仁 東京慈恵会医科大学, 医学部, 講師 (10408388)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西 晴久 東京慈恵会医科大学, 医学部, 講師 (70256428)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | ketogenic diet / 小児てんかん / 抗けいれん作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ケトン食療法は、低炭水化物・高脂肪食により血中のケトン体を増加させ、擬似絶食状態を引き起こす、小児てんかんに効果がある食事療法である。絶食と同様にケトン食療法でもけいれんを抑制する効果が期待できる。しかしながらケトン食療法にも短所が存在する。短所の一つとして、その効果が発現するまでに食事療法を開始してから最大1か月もの時間がかかることが挙げられる。ケトン食療法を適切に、また患者さんの苦痛をできるだけ少なく施行するために、その治療効果が発現するまでの時間を短縮することは、我々が考えるべき優先事項の一つである。本研究では、ケトン食療法の効果発現までの時間が長い理由を解明することを目的としている。そのため、絶食およびケトン食療法をラットに施行することにより、抗けいれん作用、血中・脳脊髄液中ケトン体濃度およびグルコース濃度が、経時的にいかに変化するのかを観察していく。これまでの研究において、ラットへの2日間のケトン食療法の施行では、抗けいれん作用は発現せず、7日間の施行にて効果が発現することが明らかになっている。2020年度の研究では、21時間以上の絶食を施行しなければ、抗けいれん作用が発現しないこと、そのためには、脳脊髄液のケトン体濃度の上昇が必要なことが判明した。血中のケトン体濃度は15時間の絶食時にはすでに上昇しており、ケトン体が血中から脳内に移行するまでに時間差が生ずることも明らかになった。その時間差が生じる原因として、血液-脳-関門をケトン体が通過する際に時間がかかってしまう可能性を考え、培養細胞を用いた血液-脳-関門モデルでケトン体の移行性実験を行った。その結果、2時間のケトン体暴露では脳側のケトン体濃度は計測器の感度以下であり、2時間ではケトン体は血液-脳-関門モデルをほぼ通過できないことが判明した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
2020年度は新型コロナ感染症に対する緊急事態宣言を受け、研究を施行できない期間があったため、研究計画が遅れている。また、研究再開後も、再度研究が実施できなくなる可能性を考え、最大2週間の食事時間が必要なケトン食療法に関する研究は施行ぜず、24時間以内で施行可能な絶食に関する研究を主として行ったため、ケトン食療法の研究が遅れている。血液-脳-関門モデルでの研究は予定通り進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、絶食療法の研究に加え、ケトン食療法施行1日、3日、5日、14日、21日間における、抗けいれん作用、血中・脳脊髄液中ケトン体濃度およびグルコース濃度の経時的変化を観察し、絶食とケトン食療法での抗けいれん作用発現までの時間的な違いを多角的に検討していく予定である。また、血液-脳-関門モデルの研究において、2時間のケトン体暴露では、脳側のケトン体濃度は計測器の感度以下であったため、現在使用しているケトン体濃度測定器よりも高感度のケトン体測定アッセイキットを用いた測定を行い、ケトン体の移行性を正確に観察する。加えて、2時間より長時間のケトン体暴露による移行性実験の追加も検討していく予定である。
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| Causes of Carryover |
新型コロナ感染症に対する緊急事態宣言により実験を実施できない期間があったため、購入物品が当初予定より少なかった。これらの次年度使用額は、今後の研究進展による当初予定の物品購入費にて2021年度以降使用予定である。また、血液-脳-関門モデルの実験において購入予定であった、電気抵抗計を販売業者より借りることができたため、機器選定をする目的もあり貸し出し機器を用いて実験を行い、機器購入は延期した。当該設備備品は2021年度に購入予定である。
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