シナプス伝達機能の可視化による脳損傷後の高次脳機能回復メカニズムの研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10557131
• 研究機関: 京都府立医科大学
• 研究代表者: 今堀 良夫 京都府立医科大学, 医学部, 講師 (80191899)
• 研究分担者: 木村 實 大阪大学, 健康体育部, 教授 (40118451) ; 天神 博志 京都府立医科大学, 医学部, 講師 (70197820)
• キーワード: シナプス / 脳損傷 / ポジトロンCT / イノシトールリン脂質 / シグナル伝達 / アルツハイマー病 / ジアシルグリセロール / 連合野

研究概要

脳損傷における機能回復は基本的には成熟脳におけるシナプス伝達機能の修飾によるものであると考えられる。われわれはこの修飾機能を生体で知るためにポジトロンCTを用いて体外測定できる方法を開発してきた。今回、この方法を用いて脳損傷後の高次脳機能回復メカニズムを調べた。急性期から亜急性期の脳損傷症例においてイノシトールリン脂質シグナルの増強現象と高次脳機能の改善程度との関連では、脳卒中や脳損傷における中枢神経系損傷において増強現象は亜急性期において確率(75%)で出現した。また慢性期すなわち症状固定期では出現しないことが判った。すなわち修復期はこの2週から1ヶ月の間と考えることができる。前方連合野と後方連合野などの可塑的機能の強い領域に増強現象が出現した症例では、記銘力の向上や集中力の改善が認められた。limbic typeやcortical typeのアルツハイマー病症例においてイノシトールリン脂質シグナルの増強現象と高次脳機能の改善程度との関連を調べた。前頭連合野にトレーサの高集積を示すradioactive spot現象を認めた。これはアルツハイマー病患者の前頭連合野に何らかの可塑的変化が存在する事が示唆された。共焦点レーザー顕微鏡及び蛍光標識DAGを新たに合成し、ミクロのレベルで増強現象の局在を調べた結果、リン脂質シグナルの増強現象は樹状突起に生じていることがわかった。一方、ラットの連続切片により出現部位を確認し、この部位を取り出しdifferential display法をもちいてシナプス伝達機能の修飾に関与する因子を検索した。しかしdifferential display法における対照との有意な差は認められなかった。おそらくリン脂質の変性における段階ではmRNAレベルでの変化は起こっていないと考えられた。従ってCaMKII-active抗体を用いた免疫組織化学的手法において増強現象の部位に染色が一致し、Caイオン流入との関連性が示唆された。このことからCaイオン流入により誘導された細胞膜のリン脂質の変性により蛍光標識DAGや^<11>C標識DAGが集積するものと考えられた。PI turnoverを直接ヒトで画像化した結果として、可塑性部位においてリン脂質シグナルの増強現象の存在が明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] Imahori,Y,et al.: "Neural features of recovery from CNS injury revealed by PET in human brain"Neuroreport. 10(1). 117-121 (1999)
• [文献書誌] Kondo,M.,Imahori,Y.,et al.: "Aberrant plasticity in Alzheimer's disease"Neuroreport. 10(7). 1481-1484 (1999)
• [文献書誌] Matsumoto,K.,Imahori,T.et al: "Evaluation of phosphoinositide turuover on ischemic human brain with l-[1-^<11>C]-butyryl-2-palmitoyl-rac-glycerol using PET"J Nucl Med. 40(10). 1590-1594 (1999)
• [文献書誌] Kobori,N.,Imahori,Y.et al.: "Visualization of mRNA expression in CNS using ^<11>C-labeled phosphorothioate oligode Dxynucleotide"Neuroreport. 10(14). 2971-2974 (1999)
• [文献書誌] Kawano,H.et al.: "Putaminal necrosis presenting as hemidystonia"Pediatric Neurology. (in press).
• [文献書誌] Wakita,K.,Imahori,Y.et al.: "Simplification for measuring the input function for ^<18>FDG-PET : Investigation of one-point blood sampling method"J Nucl Med. (in press).