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軽症頭部外傷モデルにおける酸化ストレスと神経炎症の時空間特性の解析

研究課題

研究課題/領域番号 18K08986
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分56010:脳神経外科学関連
研究機関防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛

研究代表者

川内 聡子  防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 防衛医学研究センター 生体情報・治療システム研究部門, 准教授 (20506505)

研究分担者 佐藤 俊一  防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 防衛医学研究センター 生体情報・治療システム研究部門, 教授 (90502906)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020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)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード軽症頭部外傷 / 頭部爆傷 / 酸化ストレス / 神経炎症 / 衝撃波 / 血液脳関門 / 活性化アストロサイト / 軽傷頭部外傷 / パーオキシナイトライト / 一酸化窒素 / 免疫組織化学染色 / 拡延性脱分極
研究成果の概要

本研究は,爆発衝撃波に起因する脳損傷の病態・メカニズムを解明するため,独自の衝撃波発生技術を用いたラットモデルを対象に,酸化ストレスと神経炎症の発生の時空間特性を解析した。衝撃波曝露後1~3日の超急性期において,組織障害性が高いと考えられる一酸化窒素が関与する活性酸素生成や脂質過酸化が,大脳皮質の広範な領域に観測され,これと神経炎症との関係が示唆された。受傷後早期の抗酸化剤投与が,病態の進行抑制に有用と考えられ,今後検証が必要である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

近年爆弾テロの多発により,爆発衝撃波に起因する特異な脳損傷(頭部外傷)が世界的に増加し,とりわけ米国を中心に社会問題となっている。本研究は,衝撃波が脳に及ぼす影響(脳損傷メカニズム)の一端を明らかにしたものであり,その成果は同疾患の医学的対処法の確立や,防護技術開発に必要な基礎データを提供し,国民の安心・安全につながるものと期待される。本研究で用いたレーザーによる衝撃波発生法は,他の衝撃波源では困難な衝撃波曝露時の現象のリアルタイム観察を可能とする特徴を有し,独自性の高いデータを提供する。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 9件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Axonal damage and behavioral deficits in rats with repetitive exposure of the brain to laser-induced shock waves: Effects of inter-exposure time2021

    • 著者名/発表者名
      Miyai K, Kawauchi S, Kato T, Yamamoto T, Mukai Y, Yamamoto T, Sato S
    • 雑誌名

      Neuroscience Letters

      巻: 749 ページ: 135722-135722

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2021.135722

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Behavioral and histopathological impairments caused by topical exposure of the rat brain to mild-impulse laser-induced shock waves: Impulse dependency2021

    • 著者名/発表者名
      Jitsu M, Niwa K, Suzuki G, Obara T, Iwama Y, Hagisawa K, Takahashi Y, Matsushita Y, Takeuchi S, Nawashiro H, Sato S, Kawauchi S
    • 雑誌名

      Frontiers in Neurology

      巻: N/A

    • DOI

      10.3389/fneur.2021.621546

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Real-time Monitoring of Hypoxic-Ischemic Brain Damage in Neonatal Rats Using Diffuse Light Reflectance Spectroscopy2020

    • 著者名/発表者名
      Sakiko Kinoshita, Satoko Kawauchi, Takeshi Nagamatsu, Izumi Nishidate, Tomoyuki Fujii, Shunichi Sato
    • 雑誌名

      Reprod Sci

      巻: 27 号: 1 ページ: 172-181

    • DOI

      10.1007/s43032-019-00020-9

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oral Ascorbic Acid 2-glucoside Prevents Coordination Disorder Induced via Laser-Induced Shock Waves in Rat Brain2020

    • 著者名/発表者名
      Takaaki Maekawa, Takahiro Uchida, Yuka Nakata-Horiuchi, Hiroaki Kobayashi, Satoko Kawauchi, Manabu Kinoshita, Daizoh Saitoh, Shunichi Sato
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 15 号: 4 ページ: e0230774-e0230774

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0230774

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Time Courses of BOLD Responses During Transcranial Near-Infrared Laser Irradiation2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Nawashiro, Satoko Kawauchi, Yasuyuki Tsunoi, Shunichi Sato
    • 雑誌名

      Brain Stimul

      巻: 12 号: 3 ページ: 778-780

    • DOI

      10.1016/j.brs.2019.01.006

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of nitric oxide on cortical hemodynamic responses in the rat brain exposed to a shock wave.2019

    • 著者名/発表者名
      Inaba M, Kawauchi S, Adachi T, Sato S, Nishidate I
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE

      巻: 10711 ページ: 49-49

    • DOI

      10.1117/12.2319359

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multispectral imaging of cortical vascular and hemodynamic responses to a shock wave: observation of spreading depolarization and oxygen supply-demand mismatch2019

    • 著者名/発表者名
      Kawauchi S, Okuda W, Nawashiro H, Sato S, Nishidate I
    • 雑誌名

      Journal of Biomedical Optics

      巻: 24 号: 03 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1117/1.jbo.24.3.035005

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] レーザー誘起衝撃波を用いた頭部爆傷研究2018

    • 著者名/発表者名
      川内聡子
    • 雑誌名

      弾道学研究

      巻: 27 ページ: 38-41

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 衝撃波に対する脳内細胞応答に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      稲葉将来,川内聡子,足立健,佐藤俊一,西舘泉
    • 雑誌名

      レーザー学会第524回研究会報告(ニューロフォトニクス)

      巻: RTM-18 ページ: 19-23

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 衝撃波に曝露したラット脳における一酸化窒素の可視化2020

    • 著者名/発表者名
      川内聡子,稲葉将来,村松佑里子,幸野明美,小牟田 縁,西舘 泉,足立 健,佐藤俊一
    • 学会等名
      第18回医用分光学研究会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] In vivo imaging of shock wave-induced nitric oxide generation in the rat cortex2020

    • 著者名/発表者名
      Masaki Inaba, Satoko Kawauchi, Takeshi Adachi, Shunichi Sato, Izumi Nishidate
    • 学会等名
      SPIE Photonics West 2020 Biomedical Optics
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Roles of nitric oxide in shock wave-caused cerebral hemodynamic abnormalities in rats: laser-induced shock wave study2019

    • 著者名/発表者名
      Satoko Kawauchi, Masaki Inaba, Yuriko Muramatsu, Akemi Kono, Yukari Komuta, Izumi Nishidate, Kenichi Kaida, Takeshi Adachi, Shunichi Sato
    • 学会等名
      4th International Forum on Blast Injury Countermeasures 2019 (IFBIC 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Visualization of neurovascular functions in in vivo rat brain using RGB camera-based diffuse reflectance imaging2019

    • 著者名/発表者名
      Izumi Nishidate, Takuya Osawa, Masaki Inaba, Satoko Kawauchi, Shunichi Sato
    • 学会等名
      4th International Forum on Blast Injury Countermeasures 2019 (IFBIC 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Meningeal damage may be associated with spreading depolarization and glial scar formation in the cortex: laser-induced shock wave study2019

    • 著者名/発表者名
      Shunichi Sato, Satoko Kawauchi, Yukari Komuta, Akemi Kono, Yuriko Muramatsu, Takuya Osawa, Masaki Inaba, Izumi Nishidate, Kenichi Kaida
    • 学会等名
      4th International Forum on Blast Injury Countermeasures 2019 (IFBIC 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental focal blast vs non-blast traumatic brain injury research: a comparison between laser-induced shock wave model and CCI model2019

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Tomura, Satoko Kawauchi, Shunichi Sato, Daizoh Saitoh
    • 学会等名
      4th International Forum on Blast Injury Countermeasures 2019 (IFBIC 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Shock wave-induced spreading depolarization and concomitant hemodynamic abnormalities in the rat brain2019

    • 著者名/発表者名
      Shunichi Sato, Masaki Inaba, Takuya Osawa, Takeshi Adachi, Izumi Nishidate, Satoko Kawauchi
    • 学会等名
      3rd International Conference on Spreading depolarization (iCSD 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Near-infrared reflectance imaging for monitoring spreading depolarizations and accompanying lesion progression in a rat focal cerebral ischemia model2019

    • 著者名/発表者名
      Satoko Kawauchi, Izumi Nishidate, Hiroshi Nawashiro, Shunichi Sato
    • 学会等名
      3rd International Conference on Spreading depolarization (iCSD 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 衝撃波頭部曝露による拡延性脱分極,血行動態異常への衝撃波時間幅の影響 -レーザー誘起衝撃波を用いたラット実験-2019

    • 著者名/発表者名
      大沢拓也,川内聡子,佐藤俊一,西舘泉,並木美太郎
    • 学会等名
      レーザー学会第534回研究会(光・レーザーの医学・医療応用)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 衝撃波が誘起するラット脳血行動態異常における一酸化窒素の役割2019

    • 著者名/発表者名
      川内聡子,稲葉将来,村松佑里子,幸野明美,小牟田縁,西舘泉,海田賢一,足立健,佐藤俊一
    • 学会等名
      爆傷フォーラム2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Study on the cellular and molecular responses to a shock wave in the rat brain2019

    • 著者名/発表者名
      Inaba M, Kawauchi S, Adachi T, Sato S, Nishidate I
    • 学会等名
      SPIE Photonics West BiOS 2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 衝撃波による脳血行動態異常の分子動態:ラット頭部レーザー誘起衝撃波曝露モデルを用いた検討2019

    • 著者名/発表者名
      稲葉将来,川内聡子,足立健,佐藤俊一,西舘泉
    • 学会等名
      平成30年度衝撃波シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 爆傷研究を目的としたレーザー誘起衝撃波の圧力特性に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      大沢拓也,川内聡子,佐藤俊一,西館泉,並木美太郎
    • 学会等名
      平成30年度衝撃波シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Effects of nitric oxide on cortical hemodynamic responses in the rat brain exposed to a shock wave2018

    • 著者名/発表者名
      Inaba M, Kawauchi S, Adachi T, Sato S, Nishidate I
    • 学会等名
      OPTICS & PHOTONICS International Congress 2018, The 4th Biomedical Imaging and Sensing Conference 2018 (BISC 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] What laser-induced shock wave can do and cannot do for blast injury research2018

    • 著者名/発表者名
      Sato S, Kawauchi S, Ohsawa T, Nishidate I
    • 学会等名
      Japan-USA Technical Information Exchange Forum on Blast Injury (JUFBI-2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Real-time observation of physiological changes and their histopathological consequences in the rat brain exposed to a laser-induced shock wave2018

    • 著者名/発表者名
      Kawauchi S, Sakamaki M, Komuta Y, Nishidate I, Kaida K, Sato S
    • 学会等名
      Japan-USA Technical Information Exchange Forum on Blast Injury (JUFBI-2018)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] レーザー誘起衝撃波を用いた頭部爆傷研究2018

    • 著者名/発表者名
      川内聡子
    • 学会等名
      平成30年度弾道学研究会講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 衝撃波に対する脳内細胞応答に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      稲葉将来,川内聡子,足立健,佐藤俊一,西舘泉
    • 学会等名
      レーザー学会第524回研究会(ニューロフォトニクス)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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