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固有感覚異常を標的としたリハビリテーションによる脳内炎症緩和をめざす基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 23K24695
補助金の研究課題番号 22H03437 (2022-2023)
研究種目

基盤研究(B)

配分区分基金 (2024)
補助金 (2022-2023)
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
研究機関四條畷学園大学 (2024)
名古屋大学 (2022-2023)

研究代表者

木山 博資  四條畷学園大学, リハビリテーション学部, 教授 (00192021)

研究分担者 桐生 寿美子 (瀬尾寿美子)  名古屋大学, 医学系研究科, 准教授 (70311529)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2024年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2023年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2022年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
キーワード線維筋痛症 / 筋痛性脳脊髄炎 / 固有感覚 / 慢性疼痛 / グリア / 脳内炎症 / 慢性疲労症候群
研究開始時の研究の概要

筋痛性脳脊髄炎や線維筋痛症などの機能性身体症候群における慢性疼痛の原因は脳内炎症による可能性が示唆されている。本研究は、筋痛性脳脊髄炎や線維筋痛症における脳内の責任炎症部位や関連回路を同定し、末梢からの入力を制御することにより、それら疾患の回復にリハビリ等の有効性を示す。すなわちリハビリによる脳内炎症緩和の可能性を検討する基礎研究を行う。

研究実績の概要

筋痛性脳脊髄炎(ME)や線維筋痛症(FM)などの機能性身体症候群の原因は脳内炎症による可能性が示唆されている。本研究は、MEやFMにおける脳内の責任炎症部位や関連回路を同定し、末梢からの入力を制御することにより、それら疾患の回復にリハビリ等の有効性を示す、すなわちリハビリによる脳内炎症緩和の可能性を検討する基礎実験である。
令和4年度までの結果を受けて、本年度(2023年度)はマウスRCSモデルで固有感覚異常を惹起している筋の同定を行った。逆行性トレーサーのフルオロゴールドやコレラトキシンをatf3 TGマウスの下肢の各種筋に注入し、GFP標識との共存を確認することで標的の筋を同定した。その結果、下腿の筋ではなく、足内の筋にトレーサーを注入した時に二重標識が観察された。そこで、足内の筋の筋紡錘を観察したところ、GFP陽性の固有感覚一次ニューロンの末梢枝が存在した。以上より足内の筋の固有感覚異常を起点として脊髄内の反射弓の過活動を引き起こしていることが明らかになった。
また、本マウスモデル動物では反射弓に沿ってミクログリアの増殖活性化が観察されるため、このミクログリア活性化が疼痛に関係しているかどうかを検討した。RCS刺激と同時にミクログリアの除去を試み、疼痛行動の変化を観察した。これには経口投与により中枢のミクログリアを一時的に除去できることが既に示されているPLX5622/PLX3397という薬剤を一定間隔経口投与した。RCSモデルへのPLX3397経口投与により、ミクログリアの増殖が抑制され、反射弓に沿ったミクログリアの数は大幅に減少した。Von Freyテストによる足底刺激時の疼痛行動の観察では、疼痛行動は大きく抑制されていた。したがって、RCS刺激による疼痛にはミクログリアの増殖活性化が関与していることが明らかになった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

2022年度は実験系の確立や過活動神経細胞をGFP標識するトランスジェニックマウスがRCSモデルでうまく作動することを明らかにし、研究の最初の段階が予定通り進んだ。2023年度は、疼痛発症原因が固有感覚の異常(過活動)であること。その原因は足内の筋の固有感覚の過活動であること。さらに反射弓に沿ったミクログリアの活性化を薬剤で抑制することにより、疼痛行動が見られなくなった。ここまでの2年間の成果により、本研究は当初の3年間の研究計画全体のうち約90%程度まで進捗していると考えている。したがって、「当初の計画以上に進展している」とした。2023年度までの研究成果の一部はインパクトの高い学術誌に2024年1月に発表した。また、2024年3月に沖縄で開催された日本解剖学会でもその成果を発表した。

今後の研究の推進方策

当初の研究の主要部分は2023年度末までに達成された。さらに本研究を発展させるためのチャレンジングな研究を2024年度に行う。2024年度は足内筋の過活動の抑制による疼痛行動が抑制されるか、あるいは中枢内の炎症が抑制されるかなどを検討する。また、2024年度は最終年度にあたるため、得られた成果を、各種学会のシンポジウムや一般演題等で発表し、一連の研究の取りまとめを行いたい。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Repeated cold stress, an animal model for fibromyalgia, elicits proprioceptor-induced chronic pain with microglial activation in mice2024

    • 著者名/発表者名
      Wakatsuki K, Kiryu-Seo S, Yasui M, Yokota H, Kida H, Konishi H, Kiyama H
    • 雑誌名

      J Neuroinflammation

      巻: 21 号: 1 ページ: 25-25

    • DOI

      10.1186/s12974-024-03018-6

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dynamic changes in endoplasmic reticulum morphology and its contact with the plasma membrane in motor neurons in response to nerve injury2024

    • 著者名/発表者名
      Elgendy Mahmoud、Tamada Hiromi、Taira Takaya、Iio Yuma、Kawamura Akinobu、Kunogi Ayusa、Mizutani Yuka、Kiyama Hiroshi
    • 雑誌名

      Cell and Tissue Research

      巻: 396 号: 1 ページ: 71-84

    • DOI

      10.1007/s00441-024-03858-x

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Brain injury triggers cell‐type‐specific and time‐dependent endoplasmic reticulum stress responses2022

    • 著者名/発表者名
      Fan Qiyan、Takarada‐Iemata Mika、Okitani Nahoko、Tamatani Takashi、Ishii Hiroshi、Hattori Tsuyoshi、Kiryu‐Seo Sumiko、Kiyama Hiroshi、Hori Osamu
    • 雑誌名

      Glia

      巻: 71 号: 3 ページ: 667-681

    • DOI

      10.1002/glia.24303

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Expression of ATP-binding cassette transporter A1 is induced by nerve injury and its deficiency affects neurite tip morphology and elongation in cultured neurons2022

    • 著者名/発表者名
      Nobue Shishioh, Sumiko Kiryu-Seo, Sumiko Abe-Dohmae, Shinji Yokoyama, Hiroshi Kiyama
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Neuroanatomy

      巻: 125 ページ: 102164-102174

    • DOI

      10.1016/j.jchemneu.2022.102164

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Impaired disassembly of the axon initial segment restricts mitochondrial entry into damaged axons.2022

    • 著者名/発表者名
      Kiryu-Seo S, Matsushita R, Tashiro R, Yoshimura T, Iguchi Y, Katsuno M, Ryosuke Takahashi R, Kiyama H
    • 雑誌名

      EMBO J

      巻: 41 号: 20

    • DOI

      10.15252/embj.2021110486

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Protein tyrosine phosphatase 1B deficiency improves glucose homeostasis in insulin-dependent diabetes mellitus treated with leptin2022

    • 著者名/発表者名
      Ito Y, Sun R, Yagimuma H, Taki K, Mizoguchi A, Kobayashi T, Sugiyama M, Onoue T, Tsunekawa T, Takagi H, Hagiwara D, Iwama S, Suga H, Konishi H, Kiyama H, Arima H, Banno R
    • 雑誌名

      Diabetes

      巻: 71 号: 9 ページ: 1902-1914

    • DOI

      10.2337/db21-0953

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Phagocytic astrocytes: Emerging from the shadows of microglia2022

    • 著者名/発表者名
      Konishi Hiroyuki、Koizumi Schuichi、Kiyama Hiroshi
    • 雑誌名

      Glia

      巻: - 号: 6 ページ: 1009-1026

    • DOI

      10.1002/glia.24145

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 繰り返し寒冷ストレス誘発性線維筋痛症モデルにおける発症機序の解析とミクログリア除去による疼痛抑制2024

    • 著者名/発表者名
      若月康次、安井正佐也、桐生寿美子、木山博資
    • 学会等名
      第129回日本解剖学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 繰り返し寒冷ストレス誘発性線維筋痛症モデルにおけるミクログリア除去による疼痛抑制2023

    • 著者名/発表者名
      若月康次、安井正佐也、桐生寿美子、木山博資
    • 学会等名
      第19回日本疲労学会総会学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Imaging evolution woven by convolution of morphology and its surrounding fields2023

    • 著者名/発表者名
      Kiyama H
    • 学会等名
      第66回日本神経化学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Three-Dimensional analysis for endoplasmic reticulum and contact sites with plasma membrane in injured motor neurons2023

    • 著者名/発表者名
      Elgendy M, Tamada H, Taira T, Iio Y, Kawamura A, Kunogi A, Mizutani Y, Kiyama
    • 学会等名
      第83回日本解剖学会中部支部学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Peripheral incidents and microglial responses2023

    • 著者名/発表者名
      Kiyama H
    • 学会等名
      第27回グリア研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Molecular basis underlying peripheral nerve regeneration: Neuron autonomous and non-autonomous mechanisms2022

    • 著者名/発表者名
      Kiyama H
    • 学会等名
      IFNS 2022 14th International Facial Nerve Symposium
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 末梢知覚刺激が惹起する脳内炎症から機能性身体症候群を読み解く2022

    • 著者名/発表者名
      木山博資
    • 学会等名
      第18回日本疲労学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 繰り返し寒冷ストレスによる線維筋痛症モデルの疼痛発症メカニズムの解析2022

    • 著者名/発表者名
      若月康次、安井正佐也、桐生寿美子、木山博資
    • 学会等名
      第18回日本疲労学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 軸索初節の可塑性と神経変性・神経炎症2022

    • 著者名/発表者名
      Kiryu-Seo Sumiko, Kiyama Hiroshi
    • 学会等名
      Neuro2022 合同大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] グリア依存的/非依存的な脳の細胞残骸除去システム2022

    • 著者名/発表者名
      小西博之、木山博資
    • 学会等名
      第128回日本解剖学会総会学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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