虚血性脳組織障害の不可逆性決定要因の究明-分子メカニズムから画像計測まで-

1993 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 05404032
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 柳原 武彦 大阪大学, 医学部, 教授 (70243201)
• 研究分担者: 上田 周一 大阪大学, 医学部・付属病院, 医員 ; 中村 雅一 大阪大学, 医学部, 助手 (50243225) ; 松本 昌泰 大阪大学, 医学部, 助手 (20192346)
• キーワード: Cerebral Ischemia / Magnetic Resonance Imaging / Diffusion / Immunohistochemistry / Energy Metabolism / Microtubule-associated proteins / Selective Vulnerability / Cytotoxic Edema

研究概要

脳血管障害特に脳梗塞の診断および治療法の確立のためには、鋭敏な虚血病変の検出法の確立は、病態解明のためにも最も重要な課題の一つである。申請者らは、従来より免疫組織化学的手法により、虚血導入後数分で病変が捉えられることを、報告してきた。本研究ではさらに、砂ネズミ両側総頸動脈結紮モデルを用い、
1.脳内微少局所(50ug)よりのエネルギー代謝物質およびグルコース代謝物質の定量と、免疫組織化学的変化との同時評価法を確立し、ATPやクレアチン燐酸の枯渇すなわちエネルギー不全状態が、免疫組織化学的にみた病変の発生に不可欠であることを示した。
2.近年これも虚血導入後数分で虚血病変が捉えうることが示されてきている拡散強調MR画像法を導入し(1)血流遮断部位に一致したHigh Intensity Areaの描出を可能とし、(2)選択的脆弱部位での、拡散係数の虚血10分後の有意の低下、(3)拡散係数の低下が、免疫組織学的変化に先行することにより、エネルギー不全によるイオンポンプ不全を原因とする“Cytotoxic Edema"が、免疫組織化学的病変発生の必要条件であることも示した。
3.申請者らが新たに確立した後脳虚血モデルを用い、局所脳血流量と免疫反応性の低下部位を比較検討し前脳領域のみでなく、後脳領域においても血流低下が免疫反応性の低下に必須であることを示した。さらにこれも前脳虚血時と同様、選択的脆弱性すなわち同程度の虚血負荷でも組織障害の程度に部位差のあることを示した。
以上の結果から、脳虚血障害において、血流低下が、ATPの枯渇等に見られるエネルギー不全状態を惹起し、されにそれがカルシウムイオンを含む細胞内イオンバランス不全を通して、細胞骨格の崩壊をきたし非可逆的障害をひきおこすことが明らかとなった。

研究成果

• [文献書誌] Ueda,H.et al.: "Temporal evolution of ischemic damage in gerbil brain as detected by diffusion-weighted magnetic resonance imaging and immunohistochemistry" Stroke. 25. 269 (1994)
• [文献書誌] Ueda,H.et al.: "A combined method for the regional analysis of high-energy metabolites and immunohistochemistry for the investigation of cerebral ischemia" J.Cereb.Blood Flow Metab.13. S559 (1993)
• [文献書誌] Hata,R.et al.: "Differential vulnerability in the hindbrain neurons and local cerebral blood flow during bilateral vertebral occlusion in gerbils." Neuroscience. 56. 423-439 (1993)
• [文献書誌] Hata,R.et al.: "A new gerbil model of hindbrain ischemia by extracranial occlusion of the bilateral vertebral arteries." J.Neurol.Sci.121. 79-89 (1994)
• [文献書誌] Akai,F.and Yanagihara,T.: "Identity of the dorsal hippocampus region most vulnerable to cerebral ischemia." Brain Res.603. 87-95 (1993)
• [文献書誌] Tomimoto,H.et al.: "Immunoelectron microscopic investigation of creatine-kinase BB-isoenzyme after cerebral ischemia in gerbils." Acta Neuropathol.86. 447-455 (1993)