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脊髄損傷に対する運動療法のメカニズム研究:筋の収縮弛緩による脊髄再生の可能性

研究課題

研究課題/領域番号 18K10804
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59010:リハビリテーション科学関連
研究機関川崎医科大学

研究代表者

宮本 修  川崎医科大学, 医学部, 教授 (00253287)

研究分担者 丸山 恵美  川崎医科大学, 医学部, 助教 (30792072)
氷見 直之  川崎医科大学, 医学部, 講師 (70412161)
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
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード脊髄損傷 / 骨格筋収縮 / 電気刺激 / 皮質脊髄路 / 軸索再生 / BDNF / TrkB / ANA-12 / 皮質脊髄路再生 / フルオロゴールド / 運動機能回復 / リハビリテーション / 脊髄再生 / 運動療法 / 筋刺激 / 神経再生 / 神経栄養因子
研究成果の概要

脊損後の運動リハビリが中枢神経の再生を促進し運動機能を改善したという報告がなされているが、そのメカニズムは明らかではない。本研究では運動時の筋収縮そのものが脊髄でのBDNF産生を誘発することを予想し、それが運動機能の回復に関与する可能性について検討した。ラットの脊損直後から両側下腿骨格筋を4~6週間電気刺激し筋収縮をさせることで運動機能の回復が見られた。この際、筋及び脊髄のBDNF産生が亢進した。一方、BDNF受容体阻害薬を投与すると筋収縮による運動機能回復は抑制された。以上のことから、脊損後の骨格筋の収縮による運動機能改善にはBDNFが関与していることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在、脊損患者に対しては運動療法を中心とするリハビリが行われているが中枢神経の再生能力は極めて低く、脊損患者の大部分に四肢麻痺や感覚障害などの永続的な後遺症が残る。一方、脊損後の運動が脊髄の再生を誘導し、これが運動機能の回復に寄与するという報告がなされているがそのメカニズムは明らかではない。本研究では、「脊損患者に対する運動リハビリ時の筋活動が逆行性に脊髄にシグナルを伝えて損傷部位の軸索再生や細胞新生を促進する」という仮説を立てこれを検証し、その分子メカニズムの一端を明らかにした。本研究結果により、BDNF-TrkB経路の活性化をターゲットとした新たな治療法の開発が大いに期待される。

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

    (11件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] The protective effect and mechanism of COA-Cl in acute phase after spinal cord injury2021

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto I, Himi N, Hayashi N, Okabe N, Nakamura-Maruyama E, Tsukamoto I, Hasegawa T, Miyamoto O.
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: - ページ: 114-121

    • DOI

      10.1016/j.neures.2020.10.003

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 新規核酸アナログCOA-Clによる脊髄損傷後の血管新生および機能回復効果2020

    • 著者名/発表者名
      坂本一晴、氷見直之、中村ー丸山恵美、萩原喜美子、林範人、長谷川徹、宮本修
    • 雑誌名

      川崎医学会誌

      巻: 46 ページ: 65-72

    • NAID

      120007000149

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of motor function induced by skeletal muscle contraction in spinal cord-injured rats2019

    • 著者名/発表者名
      Hayashi N, Himi N, Nakamura-Maruyama E, Okabe N, Sakamoto I, Hasegawa T, Miyamoto O
    • 雑誌名

      Spine J

      巻: in press 号: 6 ページ: 1094-1105

    • DOI

      10.1016/j.spinee.2018.12.012

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 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
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 脊髄損傷後の下腿骨格筋電気刺激による運動機能改善と脊髄求心路の関与2020

    • 著者名/発表者名
      林範人、氷見直之、長谷川徹、宮本修
    • 学会等名
      第11回ニューロリハビリテーション学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 脊髄損傷後の下腿骨格筋電気刺激による運動機能改善と再生脊髄の組織学的評価2019

    • 著者名/発表者名
      林範人、氷見直之、長谷川徹、宮本修
    • 学会等名
      第10回日本ニューロリハビテーション学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ニューロリハビテーションの神経科学的基礎2019

    • 著者名/発表者名
      宮本修
    • 学会等名
      第56回日本リハビリテーション医学会学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Improvement of motor function induced by muscle contraction in spinal cord injury rats2019

    • 著者名/発表者名
      Hayashi N, Himi N, Maruyama E, Okabe N, Sakamoto I, Hasegawa T, Miyamoto O
    • 学会等名
      NASS(北米脊椎学会)2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement of motor function induced by skeletal muscle contraction in spinal cord injury rats2019

    • 著者名/発表者名
      Hayashi N, Himi N, Nakamura-Maruyama E, Okabe N, Sakamoto I, Hasegawa T, Miyamoto O
    • 学会等名
      9th Federation of the Asian Oceanian Physiological Societies Congress
    • 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
      Okabe N, Himi N, Nakamura-Maruyama E, Miyamoto O
    • 学会等名
      第41回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 川崎医科大学・生理学2教室

    • URL

      http://www.kawasaki-m.ac.jp/physiology/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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