Development of a new experimental model of chronic focal cerebral ischemia and elucidation of hyperperfusion following vascular reconstruction
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22K09226
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 56010:Neurosurgery-related
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| Research Institution | Akita University |
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Principal Investigator |
清水 宏明 秋田大学, 医学系研究科, 教授 (20506638)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
板東 良雄 秋田大学, 医学系研究科, 教授 (20344575)
渡邊 博之 秋田大学, 医学系研究科, 教授 (80323145)
阿部 考貢 秋田大学, 医学系研究科, 助教 (80911221)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | chronic / focal / brain low perfusion / mouse / suture model / 慢性脳低灌流 / 過灌流 / 脳血管自動調整能 / げっ歯類 / neurovascular unit |
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| Outline of Research at the Start |
脳動脈の高度狭窄や閉塞に伴う慢性脳低灌流では、血行再建術後に過灌流を来すことがあり長年の臨床的問題である。過灌流の背景をなす病態については未だ十分な知見は蓄積されていない。本研究では、①マウスおよびラットの局所慢性低灌流モデルを新たに開発し、②脳循環調整に重要と考えられるneurovascular unit（NVU）やtransient receptor potential（TRP）チャネルを含む脳組織の変化を分子生物学的に解明、③脳血管自動調整能や過灌流にどのように関与するかを明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、①げっ歯類の局所慢性低灌流モデル開発、②脳循環調整に関連しneurovascular unit（NVU）などが慢性脳低灌流でどのように変化するかを明らかにすることである。一年目の令和４年度は、雄C57BL/6Jマウス（後交通動脈発達が不良）においていわゆるsuture modelを応用し、頚部頚動脈分岐部から、先端1mmをシリコンコーティングした6-0ナイロンsutureを6mm挿入すると、Laser speckle flowmetry (LSF)で脳血流を観察した結果、同側中大脳動脈(MCA)領域が対側の90%、後大脳動脈(PCA)領域が80%になるモデルを比較的再現性よく作成できることがわかった(桑山実喜子、阿部考貢、板東良雄、清水宏明. マウスにおける慢性局所脳低灌流モデルの開発の試み2022/10/28-29 第65回日本脳循環代謝学会. 甲府 一般口演)。
二年目の令和５年度は、低灌流を3-7日継続したあと、再開通させる実験を行った。成功すると、脳血流は低灌流作成前に比べほぼ100-110%程度の血流となった。しかし、数日間の低灌流の間に、残存脳血流が保てず広範な脳梗塞をきたして死亡する個体も多かった。sutureの挿入長を4 - 8 mmに変化させて探索したが、ターゲットとする低灌流が得られないか、得られた場合は、その後数日の間の死亡率が高かった。
そこで、まず、挿入長を6 mmとして低灌流状態を3-7日維持したあと、再開通させずにsacrificeし、脳標本を作製、NVUを構成するendothelial cell（CD31）、pericyte（NG2、PDGFRβ、CD13）、astrocyte（GFAP）の各種細胞マーカーを免疫組織学的に検討することにし、現在進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
6-0ナイロンを、6mm挿入することで局所低灌流モデルを作成可能であったが、その後、低灌流状態を数日維持することが予想外に困難であった。また、数日後の再開通が可能であった場合も、臨床でみられるような高度な過灌流はみられず、低灌流前脳血流の100-110%程度までの血流回復が多かった。再度、挿入長を変えるなど試行錯誤したが、再現性よく低灌流と過灌流を得る条件が確立できなかった。
そこでまず、低灌流を数日持続した場合の、組織学的変化を、免疫染色も加えて検討することとした。
なお、本研究から派生し、laser speckle flowmetryの測定精度を上げるための研究を、共著者として論文発表した(Brain Res. 2023 Mar 15:1803:148231. doi: 10.1016/j.brainres.2023.148231. Epub 2023 Jan 3. Improving accuracy of cerebral blood flow measurements in laser speckle flowmetry. Naomoto Senbokuya, Ryosei Wakasa, Mikiko Kuwayama, Hiroaki Shimizu)
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| Strategy for Future Research Activity |
局所慢性低灌流モデル自体は、6 mm挿入することで作成できることがわかったが、この低灌流を数日にわたって持続させる際に、おそらくは脳梗塞に進展して死亡する個体が半分程度あった。挿入長を5 mmにすると、低灌流がおきず、7 mmにするとMCA領域の脳梗塞がふえたので、挿入長は6mmのまま、7-0ナイロンを試すことにしたい。
また、死亡しなかった個体においても、高度の過灌流は認められなかった。局所慢性低灌流モデル自体は作成できたので、数日の低灌流後に摘出した脳の病理組織学的な検討はすすめていく予定である。
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Report
(2 results)
Research Products
(2 results)
