Role of the gut microbiota in early brain injury after subarachnoid hemorrhage

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K17863
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 川端 修平 大阪大学, 医学部附属病院, 医員 (20764062)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: くも膜下出血 / 早期脳損傷 / early brain injury / 腸内細菌

Outline of Annual Research Achievements

くも膜下出血の予後は、発症後早期の重症度と強く関連する。医療技術の発達により軽症例の予後は改善したが、重症例では依然として死亡率は高く、社会復帰率は低い。近年では、くも膜下出血発症後72時間以内に観察される早期脳損傷(Early Brain Injury)が直接重症化に影響する因子として注目されている。その結果、早期脳損傷は、出血、頭蓋内圧亢進に続く一連の病態が解明されつつあるが、実用化された有効な治療法や予防法は未だ存在せず、新たな視点からの病態の解明や治療法の開発が望まれている。近年、腸内細菌は脳梗塞やてんかんなど多くの脳疾患との関連が示されており（腸脳相関）、新規治療薬の開発が期待されている。そこで、我々は、くも膜下出血後早期脳損傷と腸内細菌叢についても同様に関連があると仮説を立てた。本研究では、腸内細菌叢と早期脳損傷の病態との関係を解明し、今後の治療法、予防法を確立することを目的とした。
その第一段階として、腸内細菌叢が早期脳損傷の重症度を決定する因子の一つであるかどうかを検証した。まず、腸内細菌叢環境を変化させたラットを作成した。腸内細菌叢の評価は、導入直前の新鮮便からDNAを抽出し、16S rRNA sequenceを行い、多様性や均一性、菌種組成などについて評価を行った。次に、同ラットにくも膜下出血を導入し、EBIについて組織学的評価を行った。結果として、腸内細菌叢を変化させることで、EBIの程度も変化することが確認できた。今後は、そのメカニズムについて検討を行う予定である。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

本年度は腸内細菌モデル、くも膜下出血モデル、およびその導入、評価方法を確立させることが出来た。次年度以降は、そのメカニズムの解明に着手する予定である。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度以降は、腸内細菌叢とEBIをつなぐメカニズムについて検討を行う予定である。