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脳動脈瘤発生における血行力学的因子の役割検討および瘤形成抑制への試みに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K10323
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 脳神経外科学
研究機関独立行政法人国立病院機構(京都医療センター臨床研究センター)

研究代表者

福田 俊一  独立行政法人国立病院機構(京都医療センター臨床研究センター), 糖尿病研究部, 主任研究員 (10600546)

研究分担者 下權谷 祐児  日本大学, 工学部, 准教授 (30552575)
研究協力者 安藤 譲二  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
キーワードwall shear stress / cerebral aneurysm / P2X4 purinoceptor / CFD analysis / animal model / CFD / disturbed flow / 脳動脈瘤 / 壁ずり応力 / 動物モデル / 計算流体力学 / 乱流 / 臨床研究 / P2X4プリノセプター
研究成果の概要

脳血管内皮細胞の血流感知機構に関与するP2X4 purinoceptorの遺伝子欠損マウスやP2X4阻害剤paroxetineを実験的脳動脈瘤誘発動物に用いたところ、脳動脈瘤誘発率が有意に低下し、脳動脈瘤形成に関与していることが知られている炎症因子の発言も有意に低下した。
ヒト脳動脈瘤3次元画像を用いたCFD解析の臨床研究では、前交通動脈瘤と中大脳動脈瘤86例に関して瘤の大きさや発生部位と血行力学因子の分布との相関関係を年齢・性別・高血圧・喫煙歴などの因子とともに多変量解析を用いて解析した結果、瘤の大きさや発生部位による破裂率の違いは、血行力学因子の分布の相違に依存している可能性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、脳血管における局所的な血行力学的負荷の増大が脳動脈瘤発生のきっかけになっている可能性が示唆された。血流感知機構に関与しているP2X4の阻害剤paroxetine投与によってラット脳動脈瘤誘発率が有意に減少した。Paroxetineは抗うつ剤としてすでにヒトに使用されている安全性が担保された薬剤であり、脳動脈瘤治療薬としての臨床応用が期待される。
また、ヒト脳動脈瘤3次元画像を用いた計算流体力学的解析結果によって、血行力学的因子やこれを反映した血管構造因子が鋭敏な脳動脈瘤破裂リスク因子として利用できる可能性が示唆され、破裂予測因子としての臨床応用が期待される。

報告書

(5件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 11件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Differences in Cerebral Aneurysm Rupture Rate According to Arterial Anatomies Depend on the Hemodynamic Environment2019

    • 著者名/発表者名
      Fukuda S、Shimogonya Y、Yonemoto N.
    • 雑誌名

      American Journal of Neuroradiology

      巻: 印刷中 号: 5 ページ: 834-839

    • DOI

      10.3174/ajnr.a6030

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Computational and experimental studies into the hemodynamics of cerebral aneurysms2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Shimogonya, S. Fukuda
    • 雑誌名

      Journal of Biomechanical Science and Engineering

      巻: 11 号: 1 ページ: 15-00488-15-00488

    • DOI

      10.1299/jbse.15-00488

    • NAID

      130005157931

    • ISSN
      1880-9863
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Excessive Shear Stress Sensing on the Arterial Endothelium Initiates Cerebral Aneurysm Formation.2018

    • 著者名/発表者名
      Fukuda M, Fukuda S, Ando J, Yamamoto K, ItoY, Inoue T, Tsukahara T, Asahara N, Hasegawa K, Shimazu A.
    • 学会等名
      Experimental Biology 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 2.Correlation between multi-directional wall shear stress and risk factors of cerebral aneurysm rupture.2018

    • 著者名/発表者名
      Shimogonya Y, Fukuda S
    • 学会等名
      8th World Congress of Biomechanics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3.頸動脈狭窄症の血行力学的分布の検討「計算流体力学(CFD)解析を用いた内頚動脈狭窄症における血行力学的因子の役割」中間報告2018

    • 著者名/発表者名
      福田俊一、下權谷祐児、NHO Carotid CFD Study Group
    • 学会等名
      日本脳神経外科学会第77回学術総会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 頸動脈狭窄症における脳梗塞に対する血行力学的予測因子についての検討:CFD解析を用いて2018

    • 著者名/発表者名
      福田俊一、下權谷祐児、NHO Carotid CFD Study Group
    • 学会等名
      第48回日本脳卒中の外科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 計算流体力学(CFD)解析を用いた脳血管障害の血流解析臨床研究について:2つのNHOネットワーク共同臨床研究2018

    • 著者名/発表者名
      福田俊一、下權谷祐児、NHO CFD ABO Study Group、NHO Carotid CFD Study Group.
    • 学会等名
      第72回国立病院総合医学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 計算流体力学(CFD)解析による未破裂脳動脈瘤の最大径および表面積による血行力学的因子の分布の相違の検討.2017

    • 著者名/発表者名
      福田俊一、下權谷祐児
    • 学会等名
      第42回日本脳卒中学会学術集会(STROKE2017)
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      2017-03-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳動脈瘤の形成・増大・破裂における血行力学的因子の役割:実験的・臨床的背景からCFD解析まで2017

    • 著者名/発表者名
      福田俊一、下權谷祐児
    • 学会等名
      ANSYS医療セミナー
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2017-03-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Wall Shear Stress Strength Over the Cerebral Aneurysm is Drastically Affected by Aneurysm Location While the Magnitude of Disturbed Flow is Closely Related to Aneurysm Size and Surface Area.2017

    • 著者名/発表者名
      Fukuda S, Shimogonya Y.
    • 学会等名
      International Stroke Conference 2017
    • 発表場所
      Houston, TX, U.S.A.
    • 年月日
      2017-02-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Inhibition of the Endothelial Shear Stress Sensor, P2X4 Purinoceptor Drastically Reduces Cerebral Aneurysm Formation.2017

    • 著者名/発表者名
      Fukuda S, Fukuda M, Ando J, Yamamoto K, Tsukahara T, Ito Y, Hasegawa K.
    • 学会等名
      International Stroke Conference 2017
    • 発表場所
      Houston, TX, U.S.A.
    • 年月日
      2017-02-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Surface area may be a more useful risk factor for cerebral aneurysm rupture than maximum diameter2017

    • 著者名/発表者名
      S.Fukuda, Y.Shimogonya
    • 学会等名
      Experimental Biology 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Shear Stress Sensing on the Endothelium Initiates Chronis Inflammation of the Arterial Wall During Cerebral Aneurysm Formation: Potential Novel Therapy for Cerebral Aneurysms With Paroxetine2017

    • 著者名/発表者名
      S Fukuda, M Fukuda, J Ando, K Yamamoto, T Tsukahara, K Hasegawa
    • 学会等名
      International Stroke Conference 2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Significant Correlations between risk factors for rupture of cerebral aneurysms and hemodynamic factors by using computational flow dynamic (CFD) analysis and multivariate analysis2017

    • 著者名/発表者名
      Y.Shimogonya, S. Fukuda
    • 学会等名
      International Stroke Conference 2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 多変量解析による未破裂脳動脈瘤の破裂リスクの血行力学因子に対する相関性の検討~計算流体力学(CFD) 解析を用いて~2017

    • 著者名/発表者名
      福田俊一、下權谷 祐児、 The CFD ABO Study Group
    • 学会等名
      日本脳神経外科学会 第76回学術総会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 血行力学的因子を最も反映する血管構造指標は何か?:CFD解析による新たな未破裂脳動脈溜破裂リスクの検討2017

    • 著者名/発表者名
      福田俊一、下權谷 祐児、 The CFD ABO Study Group
    • 学会等名
      第47回日本脳卒中の外科学会学術総会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 血管内皮壁ずり応力センサーP2X4プリノセプター阻害薬Paroxetineを用いた脳動脈瘤形成抑制の検討2017

    • 著者名/発表者名
      福田美雪、福田俊一、安藤譲二、山本希美子、伊藤由紀、井上隆之、塚原徹也、長谷川浩二、島津 章
    • 学会等名
      第47回日本脳卒中の外科学会学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 計算流体力学(CFD)解析による中大脳動瘤と前交通動脈瘤破裂率の相違に関する検討:CFD ABO Study中間報告2016

    • 著者名/発表者名
      福田俊一、下權谷祐児
    • 学会等名
      日本脳神経外科学会第75回学術総会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2016-10-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳血管障害における 血行力学的因子の役割について2016

    • 著者名/発表者名
      福田俊一
    • 学会等名
      九州大学医学部 脳神経外科 R&Dセミナー
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2016-05-11
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] A role of hemodynamic stress in carotid stenosis; a study using computational fluid dynamic analyses.2016

    • 著者名/発表者名
      Fukuda S, Shimogonya Y.
    • 学会等名
      Experimental Biology 2016.
    • 発表場所
      San Diego, CA, U.S.A.
    • 年月日
      2016-04-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 脳血管障害における血行力学因子の役割について2016

    • 著者名/発表者名
      福田 俊一
    • 学会等名
      第3回予防医学研究セミナー
    • 発表場所
      国立循環器病研究センター、大阪
    • 年月日
      2016-03-28
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Hemodynamic Localizations in Anterior Communicating Artery Aneurysms in Comparison with Middle Cerebral Artery Aneurysms with Computational Fluid Dynamics Analysis2016

    • 著者名/発表者名
      Fukuda S, Shimogonya Y, Fukuda M, Tsukahara T
    • 学会等名
      International Stroke Conference 2016
    • 発表場所
      Los Angels, CA, U.S.A.
    • 年月日
      2016-02-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CFD解析は未破裂脳動脈瘤の破裂・増大予測や治療に貢献しうるか? 多施設前向き臨床研究: CFD ABO Study 中間解析報告2015

    • 著者名/発表者名
      福田 俊一、下權谷 祐児
    • 学会等名
      第74回日本脳神経外科学会総会
    • 発表場所
      ロイトン札幌、札幌
    • 年月日
      2015-10-15
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] A role of hemodynamic stress on the cerebral aneurysm formation: a series of studies using an animal model of experimentally induced cerebral aneurysms.2015

    • 著者名/発表者名
      Fukuda S
    • 学会等名
      10th World Congress for Microcirculation Satellite Symposium
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2015-09-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Computational fluid dynamics for simulating the blood flow in arteries: Its applications to hemodynamic analyses of the cerebral aneurysm formation.2015

    • 著者名/発表者名
      Shimogonya Y, Fukuda S
    • 学会等名
      10th World Congress for Microcirculation Satellite Symposium
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2015-09-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 脳動脈瘤形成における血行力学因子の役割について:実験的脳動脈瘤誘発動物とヒト脳動脈瘤CFD解析2015

    • 著者名/発表者名
      福田 俊一、下權谷 祐児、福田 美雪、安藤 譲二
    • 学会等名
      第54回生体医工学会大会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場、名古屋
    • 年月日
      2015-05-08
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 計算流体力学 (CFD) 解析と実験的脳動脈瘤誘発動物モデルを用いた脳動脈瘤形成における血行力学的因子の役割検討: Part 22015

    • 著者名/発表者名
      福田 俊一、下權谷 祐児、福田 美雪、安藤 譲二、長谷川 浩二
    • 学会等名
      日本脳神経外科学会近畿地方会
    • 発表場所
      千里ライフサイエンスセンター、大阪
    • 年月日
      2015-04-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2020-03-30  

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