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脳卒中リハビリテーションにおける薬理的シナプス伝達制御を伴う新たな運動療法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H02117
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 リハビリテーション科学・福祉工学
研究機関北海道大学

研究代表者

前島 洋  北海道大学, 保健科学研究院, 教授 (60314746)

研究分担者 真先 敏弘  帝京科学大学, 医学教育センター, 教授 (00585028)
榊間 春利  鹿児島大学, 医歯学域医学系, 教授 (10325780)
齊藤 展士  北海道大学, 保健科学研究院, 助教 (60301917)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2018年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワードリハビリテーション / 脳卒中 / 運動 / GABA受容体 / コンディショニング / 神経栄養因子 / シナプス
研究成果の概要

GABA受容体阻害剤bicuculline腹腔内投与による薬理的シナプス伝達制御とトレッドミル運動介入が、脳梗塞モデルラットの運動機能回復に与える影響とその神経学的機序について検証した。中大脳動脈閉塞術後の片麻痺により運動機能障害と損傷側大脳皮質運動野における脳由来神経栄養因子(BDNF)の蛋白発現低下が生じた。これに対する2週間の介入の結果、トレッドミル運動、或いはbicuculline投与の単独介入による運動機能回復は認められなかったが、両者を組み合わせた介入により相乗的に運動機能回復が確認され、損傷側大脳皮質におけるBDNF蛋白発現の増強が生じることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

脳卒中後の機能回復を目的とするリハビリテーションにおいて、運動療法は中枢神経系の可塑的変化を誘導し機能回復を促進する中心的な治療介入であるが、その治療効果を最大限有効にするため、運動療法に対する事前の神経賦活化コンディショニングが期待される。本研究は、GABA受容体阻害下における運動は相乗的に脳卒中後の運動機能回復を促進し、損傷脳におけるBDNF発現を増強することを明らかとした。従って、抑制性シナプス伝達の薬理的阻害は、脳卒中リハビリテーションにおける運動療法効果を増強するための有益な中枢性コンディショニングとなり得ることを示す基礎研究として本研究は学術的意義を有している。

報告書

(4件)
  • 2020 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 8件)

  • [雑誌論文] Exercise plus pharmacological neuromodulation of synaptic inhibition enhance motor function recovery after ischemic stroke2020

    • 著者名/発表者名
      Inoue T., Okamura M., Kitahara M., Takamatsu Y., Sakakima H., Maejima H.
    • 雑誌名

      Neuroscience

      巻: 430 ページ: 12-24

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2020.01.012

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Therapeutic exercise accompanied by neuronal modulation to enhance neurotrophic factors in the brain with central nervous system disorders2019

    • 著者名/発表者名
      Maejima H., Inoue T., Takamatsu Y.
    • 雑誌名

      Physical Therapy Research

      巻: 22 号: 1 ページ: 38-43

    • DOI

      10.1298/ptr.R0004

    • NAID

      130007665699

    • ISSN
      2189-8448
    • 年月日
      2019-06-20
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exercise and low-level GABAA receptor inhibition modulate locomotor activity and the expression of BDNF accompanied by changes in epigenetic regulation in the hippocampus2018

    • 著者名/発表者名
      Maejima H., Ninuma S., Okuda A., Inoue T., Hayashi M.
    • 雑誌名

      Neuroscience Letters

      巻: 685 ページ: 18-23

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2018.07.009

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Combination of exercise and pharmacological neuromodulation targeting GABAA receptors promotes motor recovery and BDNF protein expression in the M1 after focal brain ischemia in rats2019

    • 著者名/発表者名
      Inoue T., Kitahara M., Okamura M., Maejima H.
    • 学会等名
      The Society for Neuroscience 48th Annual Meeting (Neuroscience 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Voluntary exercise combined with repetitive inhibition of GABAergic synapses modulates the expression of BDNF in the motor cortex.2019

    • 著者名/発表者名
      Maejima H., Hayashi M., Inoue T., Kitahara M.
    • 学会等名
      The Society for Neuroscience 48th Annual Meeting (Neuroscience 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Treadmill exercise beneficially contributes to gene expressions relating to synaptic and axonal plasticity in the motor cortex after ischemic stroke in rats.2019

    • 著者名/発表者名
      Inoue T. Okamura M., Kitahara M., Takamatsu Y., Maejima H.
    • 学会等名
      The 1st International Sport Neuroscience Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Exercise combined with low-level GABAA receptor inhibition modulates the expression of neurotrophins in the cerebellum.2019

    • 著者名/発表者名
      Maejima H., Ikuta G., Takahashi K.
    • 学会等名
      The 1st International Sport Neuroscience Conference
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The effects of low-intensity exercise on the gene expressions relating to synaptic plasticity in the hippocampus following ischemic stroke in rats.2019

    • 著者名/発表者名
      Okamura M., Inoue T., Kako Y., Takamatsu H., Maejma H.
    • 学会等名
      The 42st Annual Meeting of the Japan Neurosciece Society
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The interactive effects of GABA receptor antagonist and exercise on the recovery of motor function and BDNF expression in the ipsilesional M1 after ischemic stroke in rats.2019

    • 著者名/発表者名
      Inoue T., Takamatsu Y., Maejima H.
    • 学会等名
      The 42st Annual Meeting of the Japan Neurosciece Society
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Site-specific modulation of BDNF expression in the brain following chronic GABAA receptor inhibition.2018

    • 著者名/発表者名
      Maejima H., Kitahara M., Hayashi M., Inoue T., Li X.
    • 学会等名
      FENS Forum 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Low-level inhibition of GABAA receptor and motor exercise modulate BDNF expression in the motor related cortex.2018

    • 著者名/発表者名
      Inoue T., Ninuma N., Hayashi M., Okuda A., Asaka T., Maejima H.
    • 学会等名
      The 41st Annual Meeting of the Japan Neurosciece Society
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] エピジェネティクス制御を伴う脳由由来神経栄養因子の運動依存的発現修飾2018

    • 著者名/発表者名
      前島 洋
    • 学会等名
      日本基礎理学療法学会 夏の学校
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] GABA受容体阻害下の運動療法が脳卒中後の機能回復に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      井上貴博, 林 正隆, 李 想, 北原美佳, 前島 洋
    • 学会等名
      第23回日本基礎理学療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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