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脊髄電気刺激併用運動療法が損傷脊髄の機能回復を促進する分子生物学的メカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 19K18515
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分56020:整形外科学関連
研究機関九州大学 (2021)
独立行政法人労働者健康安全機構総合せき損センター(研究部) (2019-2020)

研究代表者

小早川 和  九州大学, 大学病院, 助教 (40772322)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード脊髄損傷 / 電気刺激 / リハビリテーション / シナプス / 脊髄電気刺激
研究開始時の研究の概要

先行研究(Kobayakawa et al., Neurorehabilitation and Neural Repair, 2019)において、トレーニングだけでも損傷脊髄の腰髄におけるシナプスに変化を与え得る事を明らかにし、今回の解析手法によって治療が与える影響のメカニズムを探索する事が可能である事を示した。今後は同様のプロトコルで「脊髄電気刺激のみ」と「脊髄電気刺激併用トレーニング」の遺伝子発現における効果をRNA-Seqで網羅的に解析する事によって、脊髄電気刺激による治療効果のメカニズムを解明する。

研究成果の概要

腰髄電気刺激療法と、電気刺激とトレーニング併用の効果をRNA-Seqを用いて解析した。脊髄半切後一回の腰髄電気刺激で、positive regulation of neuron differentiation, positive regulation of neurogenesis等のGO-term関連遺伝子の発現が優位に増加した。脊髄半切後に電気刺激と歩行訓練を1週間併用すると、neuron projection development, axonogenesis, synapse, myelinationなど軸索と髄鞘の再生促進を示唆するGO-termに含まれる遺伝子の発現が増加していた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の結果、脊髄損傷後の脊髄電気刺激自体に脊髄内在性神経幹細胞のニューロンへの分化を促し、アストログリオーシスを軽減する効果がある事が示唆された。また、組織学的にも電気刺激によってシナプス蛋白増加が起きる事が確認された。本研究成果は脊髄電気刺激と四肢トレーニングの併用が神経回路再構築を介して、脊髄損傷の運動機能回復を促進する可能性を示している。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] 特集 脊髄損傷の治療アップデート 脊髄損傷急性期の血糖管理の重要性-機能予後改善の観点から-2022

    • 著者名/発表者名
      小早川 和、幸 博和、岡田 誠司、河野 修、前田 健、中島 康晴
    • 雑誌名

      関節外科 基礎と臨床

      巻: 41 号: 3 ページ: 289-293

    • DOI

      10.18885/JJS.0000000921

    • ISSN
      0286-5394
    • 年月日
      2022-03-19
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] Incidence and risk factors of pneumonia following acute traumatic cervical spinal cord injury2022

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Tetsuo、Fujiwara Yuichi、Kawano Osamu、Yamamoto Yuzo、Kubota Kensuke、Sakai Hiroaki、Masuda Muneaki、Morishita Yuichiro、Kobayakawa Kazu、Yokota Kazuya、Kaneyama Hironari、Maeda Takeshi
    • 雑誌名

      The Journal of Spinal Cord Medicine

      巻: 2 号: 5 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1080/10790268.2022.2027323

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Epidural Fat Tissue is More Effective for Scar Prevention Than Conventional Subcutaneous Fat Grafting After Laminectomy in a Mouse Model2021

    • 著者名/発表者名
      Hata Kazuhiro、Kobayakawa Kazu、Saiwai Hirokazu、Tamaru Tetsuya、Iura Hirotaka、Haruta Yohei、Ono Gentarou、Kitade Kazuki、Maeda Takeshi、Nakashima Yasuharu、Okada Seiji
    • 雑誌名

      Spine

      巻: Publish Ahead of Print 号: 11 ページ: E485-E493

    • DOI

      10.1097/brs.0000000000004281

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Significance of the neurological level of injury as a prognostic predictor for motor complete cervical spinal cord injury patients2021

    • 著者名/発表者名
      Kawano Osamu、Maeda Takeshi、Sakai Hiroaki、Masuda Muneaki、Morishita Yuichiro、Hayashi Tetsuo、Kubota Kensuke、Kobayakawa Kazu、Yokota Kazuya、Kaneyama Hironari
    • 雑誌名

      The Journal of Spinal Cord Medicine

      巻: 8 号: 3 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1080/10790268.2021.1903139

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Long-term outcomes of spinal meningioma resection with outer layer of dura preservation technique2021

    • 著者名/発表者名
      Saiwai Hirokazu、Okada Seiji、Hayashida Mitsumasa、Harimaya Katsumi、Matsumoto Yoshihiro、Kawaguchi Ken-ichi、Iida Kei-ichiro、Kobayakawa Kazu、Yokota Kazuya、Maeda Takeshi、Tsuchiya Kuniyoshi、Arizono Takeshi、Saito Taichi、Nakaie Kazutoshi、Iwamoto Yukihide、Nakashima Yasuharu
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Neuroscience

      巻: 83 ページ: 68-70

    • DOI

      10.1016/j.jocn.2020.11.026

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] How much time is necessary to confirm the diagnosis of permanent complete cervical spinal cord injury?2020

    • 著者名/発表者名
      Kawano Osamu、Maeda Takeshi、Mori Eiji、Takao Tsuneaki、Sakai Hiroaki、Masuda Muneaki、Morishita Yuichiro、Hayashi Tetsuo、Kubota Kensuke、Kobayakawa Kazu、Kaneyama Hironari
    • 雑誌名

      Spinal Cord

      巻: 58 号: 3 ページ: 284-289

    • DOI

      10.1038/s41393-019-0366-1

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Macrophage centripetal migration drives spontaneous healing process after spinal cord injury2019

    • 著者名/発表者名
      Kobayakawa K、Ohkawa Y、 Yoshizaki S、T、Saito T、Kijima Ken、Yokota K、Hara M、Kubota K、Matsumoto Y、Harimaya K、Ozato K、Masuda T、Tsuda M、Tamura T、Inoue K、Edgerton V. R、Iwamoto Y、Nakashima Y、Okada S
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 5 号: 5

    • DOI

      10.1126/sciadv.aav5086

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Locomotor Training Increases Synaptic Structure With High NGL-2 Expression After Spinal Cord Hemisection2019

    • 著者名/発表者名
      Kobayakawa Kazu、DePetro Kyleigh Alexis、Zhong Hui、Pham Bau、Hara Masamitsu、Harada Akihito、Nogami Jumpei、Ohkawa Yasuyuki、Edgerton V. Reggie
    • 雑誌名

      Neurorehabilitation and Neural Repair

      巻: 33 号: 3 ページ: 225-231

    • DOI

      10.1177/1545968319829456

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] A method for predicting the location of dural attachment of spinal meningioma: tumor attachment angle2021

    • 著者名/発表者名
      Kobayakawa K, Maeda T, Kawano O, Sakai H, Masuda M, Morishita Y, Hayashi T, Kubota K, Yokota K, Kaneyama H, Saiwai H, Iida K, Matsushita A, Kawaguchi K, Matsumoto Y, Nakashima Y
    • 学会等名
      13th Combined meeting of Asia Pacific Spine Society & Asia Pacific Orthopaedic Society
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 脊髄損傷の病態解明と新規治療法の開発2021

    • 著者名/発表者名
      小早川 和, 岡田 誠司, 幸 博和, 田丸 哲弥, 井浦 広貴, 春田 陽平, 小野 玄太郎, 北出 一季, 前田 健, 中島 康晴
    • 学会等名
      第56回日本脊髄障害医学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] IRF8を介した末梢血単球由来マクロファージの脊髄内求心性遊走は脊髄損傷後の運動機能回復を促進する2021

    • 著者名/発表者名
      小早川和, 岡田誠司, 久保田健介, 松本嘉寛, 中島康晴, 横田和也, 林哲生, 森下雄一郎, 益田宗彰, 播广谷 勝三, 坂井宏旭, 河野修, 前田健
    • 学会等名
      第50回日本脊椎脊髄病学会学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 末梢血由来マクロファージの脊髄内求心性遊走は脊髄損傷後の自然回復過程を促進する2020

    • 著者名/発表者名
      小早川 和
    • 学会等名
      第93回日本整形外科学会学術総会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Tumor Attachment Angle: A new method for predicting dural attachment location of spinal meningioma2020

    • 著者名/発表者名
      小早川 和
    • 学会等名
      第49回日本脊椎脊髄病学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Interactive centripetal migration of macrophages and astrocytes enhances spontaneous recovery after spinal cord injury2020

    • 著者名/発表者名
      小早川 和
    • 学会等名
      第49回日本脊椎脊髄病学会学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Centripetal migration of infiltrating macrophage drives spontaneous healing process after spinal cord injury2020

    • 著者名/発表者名
      Kazu Kobayakawa
    • 学会等名
      ORS2020
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Locomotor Training Increases NGL-2-positive Synaptic Structure After Spinal Cord Hemisection2019

    • 著者名/発表者名
      Kazu Kobayakawa
    • 学会等名
      ISCOS2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マクロファージの求心性遊走は脊髄損傷後の自発的な治癒過程を促進する2019

    • 著者名/発表者名
      小早川 和
    • 学会等名
      第54回日本脊髄障害医学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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