2012 Fiscal Year Annual Research Report
慢性期脊髄損傷をモデルとした神経回路のManufacturing戦略に関する研究
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24300197
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | National Rehabilitation Center for Persons with Disabilities |
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Principal Investigator |
赤居 正美 国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 病院(研究所併任), 病院長 (80143452)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
緒方 徹 国立障害者リハビリテーションセンター(研究所), 研究所運動機能系障害研究部, 部長 (00392192)
浜之上 誠 東邦大学, 医学部・医学科・生理学講座, 講師 (00312025)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | リハビリテーション / 脊髄損傷 / 歩行運動解析 / 痙縮 / 筋電図測定 |
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| Research Abstract |
中枢神経疾患に起因する運動器障害へのリハビリテーションは、ハードウェアとしての神経回路とソフトウェアとしての運動学習過程から成り立っており、新たなリハビリ技術の開発にはその両者を関連付けてアプローチしていく必要がある。またそれぞれが特徴を持つヒト研究と動物実験とを統合した技術開発のフローが求められている。
本研究は、慢性期不全脊髄損傷にみられる不随意運動の一つである痙縮を軸に、上記の実験と臨床を関連付けた実験研究フローを構築し、臨床応用につながる痙縮制御と歩行機能改善にむけた新たな治療法の開発を試みる。研究計画として、
(1)実験動物とヒトをリンクさせ慢性期脊髄損傷への訓練効果を評価するシステムの構築
(2)動物モデルを用いたリハビリ効果定着促進の試み
の2つを年次計画で進める。
【本年度の研究成果】
(1)ヒトについてはすでに下肢筋電図測定システムが確立していたため、ラットの筋電図測定システムの構築を行った。有線式の筋電図では、トレッドミル上歩行におけるラット下肢筋電図の測定が可能になるまでの成果を得ることができた。しかしながら、繰り返しの測定に必要となるコネクタの安定設置に問題が数多く生じたため、代案として準備していた無線式の筋電図測定へと移行した。
(2)リハビリ効果の基礎となる可塑性を誘導するため、脊髄内のミクログリアの活性化誘導を検討した。
その結果、LPSO-05mg/kgの投与によって脊髄内でミクログリア活性の指標であるIba1の発現上昇とミクログリアの形態変化を確認することができた。また、分担研究者の浜之上によりミクログリア初代培養系を確立し、LPS以外の刺激法の検討を開始した。
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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
区分(2)
{ラット・ヒトにおける歩行運動中の下肢筋電図測定システムの構築(赤居)}
ヒトと動物(ラット)の下位脊髄回路の興奮性を評価するために、歩行動作中の足関節屈筋と伸筋(前脛骨筋および腓腹筋)の筋電信号を測定するシステムを確立する。ヒトの測定系は確定しており、動物においても電極の設置方法については確立している。今後、無線式の計測方法を導入する。
{慢性期脊髄損傷ラット・ヒトでの共収縮モニタリング評価(緒方・赤居)}
H24年度はラットでの共収縮のモニタリングには至らなかった。動物モデルにて肉眼的に共収縮が観察できる条件についての検討が行われた。
{脊髄組織への弱炎症反応誘導(浜之上)}
ラット慢性期脊髄損傷モデルに対し、Toll-like受容体リガンドの薬剤の腹腔内投与あるいは髄腔内投与を行なう。H24年度の段階で介入の条件設定を行うことができた。また、培養系での検討方法も確立した点は計画以上の進展だった。
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| Strategy for Future Research Activity |
【ヒト・ラットにおける歩行運動中の下肢筋電図測定システムの構築】
前年度に引き続き、ラットにおける歩行時下肢筋電図の測定を無線筋電計システムによって行う。無線システムは受信距離に制限があるため、歩行するトレッドミルと受信機の位置関係を十分に検討する。
さらに対象を健常ラットから慢性期脊髄損傷ラットへと広げ、病的状態での下肢筋電図測定を行う。
【慢性期脊髄損傷ラットに対するステッピング訓練】
慢性期脊髄損傷ラットのステッピング訓練系の確立においては、重症度の設定と訓練強度の設定(トレッドミルスピードと訓練時間)が重要となるため、各パラメーターについて条件検討を行う。免荷については既存の免荷装置を用い25%程度の免荷歩行を予定している。
【筋電モニタリング法とその他の評価法との関連付け】
当初の計画に沿ってヒト慢性期脊髄損傷症例における歩行訓練前後の筋電図変化と歩行速度やバランスといった一般的な歩行機能パラメーターとの関連性について統計的手法を用いて検討する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
研究計画の中で、ラット脊髄損傷モデルでの共収縮の筋電図モニタリングのみ、当初の計画よりも遅れる面があり、25年度にそれを補うための動物実験、電気生理的計測を行うため、研究費の一部を次年度に使用することとした。
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Research Products
(6 results)
