新生児HIEに対する再生医療的アプローチを探索するための霊長類モデル作製

2015 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 15K15404
• 研究機関: 埼玉医科大学
• 研究代表者: 山内 秀雄 埼玉医科大学, 医学部, 教授 (10250226)
• 研究分担者: 小柴 満美子 埼玉医科大学, 医学部, その他 (90415571)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 神経科学 / 移植・再生医療 / 生理学 / 認知心理学

研究実績の概要

神経学的後遺症である脳性麻痺をきたす主たる原因疾患の一つである新生児低酸素性虚血性脳障害は、在胎週数や仮死の程度により様々な病態を示すが、それは新生児期特有の脳内可塑性に起因している。再生医療的アプローチを本症の治療法開発に展開するために、本研究は、脳内の解剖学的特徴（＝易障害性）の類似性からコモン・マーモセットを対象とし、新生児低酸素性虚血性脳障害を模倣する病態を作り出すことで、同治療法開発に資する霊長類モデルの開発を目標としている。
平成27年度は、埼玉医科大学実験動物委員会の倫理審議を経て承認された内容を遵守し、学内の同じ繁殖ペアを選定することで、同ペアから得る遺伝的にも環境的にも限定的な条件が確保される５頭の新生仔を対象に、新生児低酸素性虚血性脳障害を模倣する病態への誘導を試みた。病態誘導の方法論として、ヒト疾患からの投影の可能性を広げるために、埼玉医科大学病院の新生児集中治療室に入院する患児に多い呼吸器系機能低下の症例を鑑み、出生直後の新生仔を対象に、低酸素に制御した庫内に30分以上滞在させる暴露を行った。被験個体の血中酸素飽和度および脈、体表温、行動と、環境温湿度・気流を記録した。対照では、低酸素に代わり空気を同等条件で流出入を制御した。
実験・対照条件を各３・２頭で比較した結果、低酸素暴露時の脈数および血中酸素飽和度が、低下のみならず想定を超えた複雑な推移を示すことがわかった。一方、生命存続の可非には何の影響も認めず、試験前後に行った神経学行動・認知機能の変化は微細にとどまった。しかし、解剖時に脳虚血痕を示す傾向が多いことがわかった。本誘導法を試行した結果、新生児低酸素性虚血性脳障害の霊長類モデルとしての可能性が示唆されると共に、本分析法を深めることで、治療法開発に寄与する新たな因子を見出す可能性がある。

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

周産期医療における治療技術開発が進むなか、未だに根治療法が確立されていない、新生児低酸素性虚血性脳障害に対して、移植・再生医療への展開が鍵を握る。本症、および、その後遺症とされる脳性麻痺の一部は、とりわけ、中枢神経疾患であることから、広く治療法開発に寄与する実験動物である齧歯類においては限界があることが予測され、本研究の霊長類モデル作製への挑戦の意義は高いと予測される。このコモン・マーモセットを対象とする病態誘導の実験系の確立は、最初に、げっ歯類に比べて脆弱性が高い新生期を対象とするなかで、げっ歯類と同様な低酸素誘導による生存維持の条件確保が極めて困難と予測していたが、同霊長類の人工的飼育・繁殖法を確立している我々の技術下においては、何の問題もなく進めることができると確認できたことが最大の成果である。また、同じ霊長類のヒト新生児の神経学的行動の診察における知見を投影した、独自な行動・環境計量に基づく認知・行動機能分析法を開発し、比較検討を行った結果、脳虚血性痕を示す傾向が多い器質的影響が示唆された低酸素誘導群の認知・行動機能は、微細な質的変化に留まる点が等価、と確認されたことも、霊長類モデル確立への意義を認める。

今後の研究の推進方策

平成28年度も引き続き、埼玉医科大学実験動物委員会の倫理審議を経て承認された内容を遵守し、学内の同じ繁殖ペアから得る遺伝的にも環境的にも限定的な条件が確保される新生仔を対象に、新生児低酸素性虚血性脳障害を模倣する病態への誘導の試行例数を増やす。臨床における知見の投影を続け、低酸素暴露時の脈数および血中酸素飽和度や体表温などの生理値と、環境応答的な行動、低酸素暴露試験の前後の認知心理学的行動機能を分析することで、行動および認知機能に対する影響を調べ、比較生物学的な分析を行う。解剖学的な影響を、脳虚血に伴う神経系の変性のマーカー分子に関する組織染色法等を行い調べることで、脳内の器質的機序を探索する。

次年度使用額が生じた理由

本霊長類モデルシステム開発において、難航が予想された有用な被験個体の選定と、病態誘導システムについて、初頭に予定した計画より、高次機能発達により、焦点を当てた研究の質的な深まりが有ったため、挑戦的な分析技術の探索を行う必要が出たことに基づく。

次年度使用額の使用計画

新生児低酸素性脳虚血性障害の臨床症状を投影することができる霊長類コモン・マーモセット・モデルの検証として、認知・行動分析を深めると共に、生理学的および解剖学的検証を進める。複雑系の分析法を探索的進める。

研究成果

• [国際共同研究] Renne大学(フランス)
  • 国名: フランス
  • 外国機関名: Renne大学
• [国際共同研究] ZENREI研究所(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: ZENREI研究所
• [国際共同研究] Institute of Translational Biomedicine(中国)
  • 国名: 中国
  • 外国機関名: Institute of Translational Biomedicine
• [雑誌論文] Improving treatment of neurodevelopmental disorders: recommendations based on preclinical studies. (2016)
  • 著者名/発表者名: Homberg JR, Kyzar EJ, Stewart AM, Nguyen M, Poudel MK, Echevarria DJ, Collier AD, Gaikwad S, Klimenko VM, Norton W, Pittman J, Nakamura S, Koshiba M, Yamanouchi H, Apryatin SA, Scattoni ML, Diamond DM, Ullmann JF, Parker MO, Brown RE, Song C, Kalueff AV
  • 雑誌名: Expert Opin Drug Discov 巻: 11 ページ: 11-25
  • DOI: 10.1517/17460441.2016.1115834
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Manifestations and characteristics of congenital adrenal hyperplasia-associated encephalopathy. (2016)
  • 著者名/発表者名: Abe Y, Sakai T, Okumura A, Akaboshi S, Fukuda M, Haginoya K, Hamano SI, Hirano K, Kikuchi K, Kubota M, Lee S, Maegaki Y, Sanefuji M, Shimozato S, Suzuki M, Suzuki Y, Takahashi M, Watanabe K, Mizuguchi M, Yamanouchi H
  • 雑誌名: Brain Dev 巻: 38(7) ページ: 638-647
  • DOI: 10.1016/j.braindev.2016.01.007
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reply to the letter: "The diagnostic value of MRI in pediatric chronic inflammatory demyelinating polyradiculoneuropathy". (2016)
  • 著者名/発表者名: Abe Y, Terashima H, Hoshino H, Sassa K, Sakai T, Ohtake A, Kubota M, Yamanouchi H.
  • 雑誌名: Brain Dev 巻: 38 ページ: 174-174
  • DOI: 10.1016/j.braindev.2015.04.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Understanding autism and other neurodevelopmental disorders through experimental translational neurobehavioral models. (2016)
  • 著者名/発表者名: Homberg JR, Kyzar EJ, Nguyen M, Norton WH, Pittman J, Poudel MK, Gaikwad S, Nakamura S, Koshiba M, Yamanouchi H, Scattoni ML, Ullman JF, Diamond DM, Kaluyeva AA, Parker MO, Klimenko VM, Apryatin SA, Brown RE, Song C, Gainetdinov RR, Gottesman II, Kalueff AV.
  • 雑誌名: Neurosci Biobehav Rev. 巻: 65 ページ: 292-312.
  • DOI: 10.1016/j.neubiorev.2016.03.013.
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Improving treatment of neurodevelopmental disorders: recommendations based on preclinical studies. (2016)
  • 著者名/発表者名: Homberg JR, Kyzar EJ, Nguyen M, Norton WH, Pittman J, Poudel MK, Gaikwad S, Nakamura S, Koshiba M, Yamanouchi H, Scattoni ML, Ullman JF, Diamond DM, Kaluyeva AA, Parker MO, Klimenko VM, Apryatin SA, Brown RE, Song C, Gainetdinov RR, Gottesman II, Kalueff AV.
  • 雑誌名: Expert Opin Drug Discov. 巻: 65 ページ: 578-86.
  • DOI: 10.1517/17460441.2016.1115834.
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Psycho-Cognitive Intervention for ASD from Cross-Species Behavioral Analyses of Infants, Chicks and Common Marmosets. (2016)
  • 著者名/発表者名: Koshiba M, Karino G, Mimura K, Nakamura S, Yui K, Kunikata T, Yamanouchi H.
  • 雑誌名: CNS Neurol Disord Drug Targets. 巻: 15(5) ページ: 11-25
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Chloramphenicolが著効した小児難治性細菌性髄膜炎の4例. (2016)
  • 著者名/発表者名: 森田 佳代, 阿部 裕一, 板野 篤志, 武者 育麻, 古賀 健史, 山崎 太郎, 山内 秀雄
  • 雑誌名: 脳と発達 巻: 48 ページ: 29-33
  • 査読あり
• [雑誌論文] 「MRI検査時の鎮静に関する共同提言」からの発展と課題． (2016)
  • 著者名/発表者名: 是松聖悟、山内秀雄．
  • 雑誌名: 脳と発達 巻: 48 ページ: 107-110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Understanding autism and other neurodevelopmental disorders through experimental translational neurobehavioral models. (2015)
  • 著者名/発表者名: Homberg JR, Kyzar EJ, Nguyen M, Norton WH, Pittman J, Poudel MK, Gaikwad S, Nakamura S, Koshiba M, Yamanouchi H, Scattoni ML, Ullman JF, Diamond DM, Kaluyeva AA, Parker MO, Klimenko VM, Apryatin SA, Brown RE, Song C, Gainetdinov RR, Gottesman II, Kalueff AV.
  • 雑誌名: Neurosci Biobehav Rev 巻: 65 ページ: 292-312
  • DOI: 10.1016/j.neubiorev.2016.03.013
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Generalized seizure with falling and unresponsive staring provoked by somatosensory stimulation: a video-EEG study. (2015)
  • 著者名/発表者名: Suzuki S, Sassa K, Abe Y, Yamanouchi H.Generalized seizure with falling and unresponsive staring provoked by somatosensory stimulation: a video-EEG study.
  • 雑誌名: Epileptic Disord 巻: 17 ページ: 336-339
  • DOI: 10.1684/epd.2015.0761
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characteristic MRI features of chronic inflammatory demyelinating polyradiculoneuropathy. (2015)
  • 著者名/発表者名: Abe Y, Terashima H, Hoshino H, Sassa K, Sakai T, Ohtake A, Kubota M, Yamanouchi H.
  • 雑誌名: Brain Dev. 巻: 37 ページ: 894-896
  • DOI: 10.1016/j.braindev.2015.01.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Susceptible period of socio-emotional development affected by constant exposure to daylight. (2015)
  • 著者名/発表者名: Koshiba M, Senoo A, Karino G, Ozawa S, Tanaka I, Honda Y, Usui S, Kodama T, Mimura K, Nakamura S, Kunikata T, Yamanouchi H, Tokuno H
  • 雑誌名: Neurosci Res 巻: 93 ページ: 91-98
  • DOI: 10.1016/j.neures.2014.09.011
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Potential of a smartphone as a stress-free sensor of daily human behavior. (2015)
  • 著者名/発表者名: Mimura K, Kishino H, Karino G, Nitta E, Senoo A, Ikegami K, Kunikata T, Yamanouchi H, Nakamura S, Sato K, Koshiba M
  • 雑誌名: Behav Brain Res 巻: 276 ページ: 181-189
  • DOI: 10.1016/j.bbr.2014.06.007
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] マイコプラズマ肺炎の難治化予測因子. (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡野 翼,阿部 裕一, 荒尾 正人, 山崎 太郎, 荒木 隆一郎, 山内 秀雄, 徳山 研一, 大竹 明, 雨宮 伸.
  • 雑誌名: 日本小児科学会雑誌 巻: 119 ページ: 825-830
  • 査読あり
• [学会発表] 小児期発症のてんかん症例に対するレベチラセタム及びラモトリギンの単剤・併用療法に関する検討． (2015)
  • 著者名/発表者名: 阿部 裕一, 颯佐 かおり, 山内 秀雄．
  • 学会等名: 第49回日本てんかん学会学術集会
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2015-10-30 – 2015-10-31
  • 招待講演
• [学会発表] tonic spasms時に脱力する筋電図を認めた点頭てんかんの1例． (2015)
  • 著者名/発表者名: 颯佐 かおり(埼玉医科大学 小児科), 阿部 裕一, 山内 秀雄．
  • 学会等名: 第49回日本てんかん学会学術集会
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2015-10-30 – 2015-10-31
  • 招待講演
• [学会発表] 脳性麻痺児に対するA型ボツリヌス毒素(Botulinum Toxin:BoNT)製剤の使用経験． (2015)
  • 著者名/発表者名: 本多 正和, 櫻井 隼人, 筧 紘子, 國方 徹也, 山内 秀雄．
  • 学会等名: 第60回日本新生児成育医学会
  • 発表場所: 盛岡
  • 年月日: 2015-10-23 – 2016-10-25
  • 招待講演
• [学会発表] 非鎮静下撮影による新生児・脳MRI撮像法(T1、T2強調およびFA-map画像)． (2015)
  • 著者名/発表者名: 櫻井 隼人, 筧 紘子, 戸田 紘一, 山内 秀雄, 國方 徹也．
  • 学会等名: 第60回日本新生児成育医学会
  • 発表場所: 盛岡
  • 年月日: 2015-10-23 – 2015-10-25
  • 招待講演
• [学会発表] 小児急性脳症の脳低温療法を施行した8例の後方視的検討. (2015)
  • 著者名/発表者名: 颯佐 かおり, 南川 優輝, 阿部 裕一, 山内 秀雄.
  • 学会等名: 第57回日本小児神経学会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2015-05-28 – 2015-05-30
• [学会発表] 結節性硬化症の治療 これまでとこれから (2015)
  • 著者名/発表者名: 山内 秀雄．
  • 学会等名: 第57回日本小児神経学会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2015-05-28 – 2015-05-30
  • 招待講演
• [学会発表] 急性脳症の経過中に中枢性尿崩症(CDI)と中枢性塩喪失症候群(CSWS)を合併した幼児の1例． (2015)
  • 著者名/発表者名: 南川 優輝, 阿部 裕一, 颯佐 かおり, 古賀 健史, 山内 秀雄．
  • 学会等名: 第57回日本小児神経学会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2015-05-28 – 2015-05-28
  • 招待講演
• [学会発表] MRI共同提言の実現に向けて Sedation Essence in Children Under Regulated Environmentコース． (2015)
  • 著者名/発表者名: 山中 岳, 井上 信明, 久我 修二, 草川 功, 阪井 裕一, 山内 秀雄．
  • 学会等名: 第57回日本小児神経学会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2015-05-28 – 2015-05-28
  • 招待講演
• [学会発表] MRI検査のための鎮静に関する実態調査． (2015)
  • 著者名/発表者名: 三牧 正和, 山中 岳, 是松 聖悟, 山内 秀雄.
  • 学会等名: 第57回日本小児神経学会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2015-05-28 – 2015-05-28
  • 招待講演
• [図書] こどもの神経疾患の診かた (2016)
  • 著者名/発表者名: 新島新一、山本仁、山内秀雄
  • 総ページ数: 246
  • 出版者: 医学書院
• [学会・シンポジウム開催] 国際行動ストレス学会 (2015)
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2015-07-26 – 2015-07-27