Recovery of paralysis after cerebral infarction and analysis of molecular mechanisms based on O-GlcNAc modification in the brain

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K11197
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
• Research Institution: Fujita Health University
• Principal Investigator: Mizutani Kenmei 藤田医科大学, 医療科学部, 准教授 (30351068)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 脇田 英明 三重大学, 医学系研究科, プロジェクト研究員 (80416172)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 脳梗塞 / リハビリテーション / 麻痺回復 / 神経可塑性 / 分子機構

Outline of Final Research Achievements

There is growing interest in treatment strategies that actively improve paralysis and disability after stroke. This study aims to elucidate the molecular mechanisms in the brain related to paralysis recovery. We analyzed the dynamics of protein O-GlucNAc and phosphorylated modification in the peripheral cortex of the infarcted area when significant recovery of motor function was observed with or without training in a cerebral infarction model. Dose-dependent recovery of motor function was observed in combination therapy with exercise training and administration of receptor agonists related to the cAMP and MAPK signaling pathways. These pathway-related changes in brain phosphoproteins may be one of the molecular bases for functional recovery after cerebral infarction.

Free Research Field

リハビリテーション

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

脳梗塞後のリハビリテーションによる麻痺回復については、脳内の神経可塑性の関与が示唆されるが、その分子機構や生理活性物質についてはほとんどが不明なままである。今回の研究において、タンパク質の翻訳後修飾であるリン酸化・O-GlucNAc修飾を基盤として、プロテオーム解析の手法を用いその分子機構の一端が解明され、薬剤投与・訓練を併用することにより更なる機能回復が認められたことにより、新規治療法の開発という点において重要であると考えられる。