2021 Fiscal Year Research-status Report
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21K16699
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
鈴木 裕貴 北海道大学, 大学病院, 医員 (90880021)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 圧迫性脊髄症 / 動物モデル / 脊柱靭帯骨化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、脊柱靭帯骨化による脊髄障害モデルを開発し、障害早期、中期、後期の主たる病態、細胞機構を明らかにすることである。今年度は、脊柱靭帯骨化による脊髄障害モデルの作成に、最適な週齢を明らかにするために、CT脊髄造影を各週齢のLewisラットに実施し、脊柱管、脊髄、space available cord (SAC)の成長曲線を明らかにした。Lewisラットの場合、８週齢以降であれば、SACが平衡状態となること、また、脊髄、脊柱管の成長が２４週齢で停止することが判明した。このことは、Lewisラットに脊柱管内占拠性物質を留置あるいは作成して、脊髄障害モデルを作成する場合、８週齢以降であれば問題なく、２４週齢以降ならば理想的であることが判明した。また、げっ歯類の脊柱管、脊髄の成長、成熟は性機能が成熟した後も継続し、性機能の成熟前に成長、成熟が完了するヒトとは、大きく異なることが明らかになった。さらに、ラットの第５頚椎椎弓下にBone Morphogenic Protein (BMP)を含浸させたコラーゲンスポンジを留置して、脊柱管内異所性骨化作成を試みたところ、一定のBMP濃度を越えると異所性骨化が形成されるが、その後、骨組織が吸収されることが判明した。そこで、骨吸収抑制薬剤を併用したところ、異所性骨化は維持され、最終的に異所性骨化による脊髄圧迫と脊髄障害を発症させることが可能になった。今後は、このモデルを利用して、詳細な組織学的、行動学的解析を行う予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の目的は、脊柱靭帯骨化による脊髄障害モデルを開発し、障害早期、中期、後期の主たる病態、細胞機構を明らかにすることである。今年度は、脊柱靭帯骨化による脊髄障害モデルの作成に、最適な週齢を明らかにするために、CT脊髄造影を各週齢のLewisラットに実施し、脊柱管、脊髄、space available cord (SAC)の成長曲線を明らかにした。Lewisラットの場合、８週齢以降であれば、SACが平衡状態となること、また、脊髄、脊柱管の成長が２４週齢で停止することが判明した。このことは、Lewisラットに脊柱管内占拠性物質を留置あるいは作成して、脊髄障害モデルを作成する場合、８週齢以降であれば問題なく、２４週齢以降ならば理想的であることが判明した。また、げっ歯類の脊柱管、脊髄の成長、成熟は性機能が成熟した後も継続し、性機能の成熟前に成長、成熟が完了するヒトとは、大きく異なることが明らかになった。さらに、ラットの第５頚椎椎弓下にBone Morphogenic Protein (BMP)を含浸させたコラーゲンスポンジを留置して、脊柱管内異所性骨化作成を試みたところ、一定のBMP濃度を越えると異所性骨化が形成されるが、その後、骨組織が吸収されることが判明した。そこで、骨吸収抑制薬剤を併用したところ、異所性骨化は維持され、最終的に異所性骨化による脊髄圧迫と脊髄障害を発症させることが可能になった。
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| Strategy for Future Research Activity |
まずは、８週齢のLewisラットの頚椎にBone Morphogenic Protein (BMP)を含浸させたコラーゲンスポンジを脊柱管に留置する手法を使用して、脊髄圧迫を作成し、脊柱靭帯骨化による脊髄障害モデルの確立に注力する。対照群として、BMP非含有コラーゲンシート移植群を設定し、移植後、８週間に渡って、詳細なトレッドミル型歩行解析器械を使用した歩行解析、感覚機能（触刺激、熱刺激）、各種筋肉重量の定量によって、脊髄障害の程度を定量し、臨床像との相関を検討する。次に、慢性圧迫性脊髄障害の細胞学的病態を解明するために、今回確立したモデルで障害された脊髄を経時的に解析する。免疫染色によって、脱髄、軸索断裂、マクロファージ、好中球、リンパ球、活性化アストロサイト、増殖細胞、ランヴィエ紋輪分子の発現、血液脊髄関門機能の破綻などを検討し、障害早期、中期、後期の主たる病態、細胞機構を明らかにする予定である。
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| Causes of Carryover |
順調に進行しているが、コロナ禍の影響で、動物実験を想定よりも実施できなかったことで、動物購入費、動物飼育費用、関連試薬の支出が想定よりもなかった。しかし、次年度はその分多くの動物実験を実施予定である。
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