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課題特異型訓練による皮質脊髄路リモデリング機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K01493
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 リハビリテーション科学・福祉工学
研究機関川崎医科大学

研究代表者

岡部 直彦  川崎医科大学, 医学部, 助教 (30614276)

研究分担者 宮本 修  川崎医科大学, 医学部, 教授 (00253287)
氷見 直之  川崎医科大学, 医学部, 講師 (70412161)
丸山 恵美  川崎医科大学, 医学部, 助教 (30792072)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2019年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード脳梗塞 / リハビリテーション / 皮質脊髄路 / 再生医学 / 生理学 / 脳神経疾患 / 神経科学
研究実績の概要

本研究では脳梗塞後の課題特異的訓練を用いたリハビリテーションによる神経回路変化がどのようなメカニズムにおいて起こるのかを、解剖および分子の両面で明らかにすることを目的として実験、解析を行っている。2019年-2020年は主に皮質脊髄路へのシナプス入力の変化を解析するため下記の3実験を行った。1)行動試験によるリハビリテーションの効果検証と機能回復を担う脳領域および神経細胞種の同定、2)樹状突起スパイン解析によるシナプス動態の解析、3)狂犬病ウイルス(Rabies Virus: RV)をもちいた単シナプス経路解析。
これらの実験から以下の可能性が示唆された。①脳梗塞後リハビリテーションは脳梗塞により生じた機能障害を回復させるが、この機能回復は対側(健常側)脳よりも梗塞側脳の残存脳領域である前運動野に依存する。②脳梗塞領域に投射する神経細胞では梗塞から時間的(4週間後)・空間的(平均1.5mm)に脳梗塞から解離していても樹状突起スパインが減少し、リハビリテーションはこれらの異常を回復する。③一次運動野への脳梗塞により梗塞脳体性感覚野・視床および対側脳前運動野から梗塞側前運動野へのシナプス入力が障害され、リハビリテーションではこれらの障害が軽減され、特に対側前運動野からのシナプス入力が回復する。
本実験により確認された梗塞領域投射ニューロンにおける樹状突起スパインやシナプス入力の障害、およびリハビリテーションによるこれらの障害に対する効果は今まで報告されておらず、脳梗塞後の機能回復における新しい知見が得られた。現在、DREADDsを用いた神経回路特異的抑制試験などによりこれらの組織学的変化と機能回復の関連を検証しており、今後リハビリテーションの実施時期による影響および分子メカニズムの検証も行う予定である。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Very Early Initiation Reduces Benefits of Poststroke Rehabilitation Despite Increased Corticospinal Projections2019

    • 著者名/発表者名
      Okabe Naohiko、Himi Naoyuki、Nakamura-Maruyama Emi、Hayashi Norito、Sakamoto Issei、Hasegawa Toru、Miyamoto Osamu
    • 雑誌名

      Neurorehabilitation and Neural Repair

      巻: 33 号: 7 ページ: 538-552

    • DOI

      10.1177/1545968319850132

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Constraint-induced movement therapy improves efficacy of taskspecific training after severe cortical stroke depending on the ipsilesional corticospinal projections2018

    • 著者名/発表者名
      Naohiko Okabe, Naoyuki Himi, Emi Nakamura-Maruyama, Norito Hayashi, Issei Sakamoto, Kazuhiko Narita, Toru Hasegawa, Osamu Miyamoto
    • 雑誌名

      Experimental Neurology

      巻: in press ページ: 108-120

    • DOI

      10.1016/j.expneurol.2018.04.006

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rehabilitative skilled forelimb training enhances axonal remodeling in the corticospinal pathway but not the brainstem-spinal pathways after photothrombotic stroke in the primary motor cortex2017

    • 著者名/発表者名
      Okabe Naohiko、Himi Naoyuki、Maruyama-Nakamura Emi、Hayashi Norito、Narita Kazuhiko、Miyamoto Osamu
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 12 号: 11 ページ: 0187413-0187413

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0187413

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Neural network remodeling induced by post-stroke rehabilitataion2018

    • 著者名/発表者名
      Naohiko Okabe
    • 学会等名
      Neuroscience 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Constraint-induced movement therapy improves efficacy of task-specific training after severe cortical stroke depending on the ipsilesional corticospinal projections2018

    • 著者名/発表者名
      岡部 直彦
    • 学会等名
      第41回神経科学大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳梗塞後リハビリテーションによる神経回路再編:リハビリテーション治療の可能性 と限界2018

    • 著者名/発表者名
      岡部直彦、氷見直之、中村丸山恵美、成田和彦、宮本修
    • 学会等名
      第95回日本生理学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 脳梗塞後リハビリテーションによる下降性脊髄路の変化2017

    • 著者名/発表者名
      岡部直彦、氷見直之、中村丸山恵美、成田和彦、宮本修
    • 学会等名
      第40回日本神経科学回
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2025-03-06  

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