研究課題
本研究は広帯域誘電分光法を用いて末梢神経再生時期に応じた細胞・組織特異的物理刺激条件の検索を行い、定位的時期特異的電気刺激法を開発する事を目的とする。これまで電気治療をはじめとする物理療法は、教科書に記載されているような組織深度を基準に、経験的にその刺激条件の検証が行われてきた。治癒を促す組織の再生の程度や時期によって、その条件は変化するものであるが、そのような視点ではこれまで検証されてこなかった。本申請においては細胞や組織を、水分子を含んだタンパク集合体と捉え、そのタンパク集合体の時期、組成に応じた刺激条件を検証するといった手法であり、病理的なロジックモデルに即した再生促進条件を検証するものである。本研究は3年間の研究期間で、研究代表者：青山朋樹（京都大学大学院 医学研究科人間健康科学系専攻）、分担研究者：新屋敷直木（東海大学 理学部物理学科）、分担研究者：池口良輔（京都大学医学部附属病院 リハビリテーション科）の研究体制で行う。本研究は3年間の研究期間に3段階で実施し、神経再生を促進する物理刺激条件を明らかにする。・健常なミエリン、軸索、シナプスのそれぞれの組織が励起される電気刺激条件をスクリーニングする。・神経再生モデルで再生課程にある各時期においてスクリーニングで絞られた電気刺激条件を用いて、それぞれの組織が励起される刺激強度の確認を行う。・神経損傷治療モデルにおいて比較対照実験を行い、上記の電気刺激条件の有効性を検討する。
2: おおむね順調に進展している
研究代表者の青山及び分担研究者の池口によりラット坐骨神経挫滅モデル（不全損傷モデル）を作成し、神経再生の過程に沿った動作解析を明らかにし、ラット末梢神経再生モデルの実験系の実験系を確立した。具体的には挫滅後、1種、2週、3週、4週、6週、8週で組織切片を作成し、再生軸索数、軸索の厚さと歩行時の三次元動作解析、筋萎縮の程度を比較して、各時期における麻痺の回復程度を解析した。この事から至適な電気刺激条件が決定すればこの実験系を用いて実施する事が可能である。分担研究者の新屋敷は末梢神経で広帯域誘電分光法を用いた評価系を作成するためのマイクロ回路の開発を行い、腱組織や、筋組織を用いたバリデーションを実施し、広帯域誘電分光法評価回路の開発に成功した。
2019年度は新屋敷の開発したマイクロ広帯域誘電分光法解析装置のドラフトを京都大学に設置し、ラットより摘出した末梢神経を用いて至適電気刺激条件のスクリーニングを行う。このextra vivoの実験系でスクニーニングが成功したら、ラットの坐骨神経のIn vivoスクリーニング、坐骨神経挫滅モデルにおけるスクリーニングを行い、至適刺激条件を決定する。2020年度はスクリーニング結果より得られた最も神経再生を促進するのに至適な刺激条件で、神経損傷再生モデルを用いて対照群を設定し、比較対照試験を行う。試験をおこなうN数は、群数や予備実験の結果から算定し実施する。
すべて 2019 2018
すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 6件、 招待講演 1件)
Electromagn Biol Med
巻: 38(1) ページ: 48-54
10.1080/15368378.2019.1567525
PLoS One
巻: 13 ページ: e0208985
10.1371/journal.pone.0208985.
Sci Rep
巻: 8(1) ページ: 13585
10.1038/s41598-018-31579-z.
