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2023 年度 実施状況報告書

広汎性脱分極 (皮質拡延性抑制)が脳虚血に及ぼす影響についての研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K17970
研究機関山口大学

研究代表者

杉本 至健  山口大学, 医学部附属病院, 助教 (30786075)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2025-03-31
キーワードSpreading depression / Spreading depolarization / CSD / MCAO
研究実績の概要

CSDは脳梗塞巣を増大させる。この仮説は、脳梗塞体積とCSDの出現数が相関することと、人為的に誘発したCSDが脳梗塞巣を増大したという2つの実験結果に由来する。しかしながら、塩化カリウム滴下、電気刺激、Pinprick、エンドセリンの脳表への滴下などこれまで報告されているCSD誘発方法はそれ自体が侵襲的であり、組織損傷を来す。本研究はOptogeneticsで非侵襲的に誘発したCSDが脳虚血において保護的に働くか傷害的に働くかを明らかにすることを目的とする。本目的を達成するためにまずOptogenetic spreading depolarizationが脳虚血に及ぼす影響を検討した。すなわち神経細胞にchannelrhodopsin-2(ChR2)を発現したトランスジェニックマウス(Optogeneticマウス)にMicrovascular clipを用いて脳梗塞を作成し、1時間の脳虚血中にIntactな頭蓋骨の上から光刺激(optogenetic stimulation (470 nm, 1-2 mw, 10秒) を行い、繰り返しOptogenetic CSDを誘発させた。48時間後の脳梗塞体積を、CSDを追加(誘発)しなかった対照群と比較し、CSDが脳梗塞に及ぼす影響を検討した。1時間の虚血の間にOptogenetic CSD群は対照群と比較し5倍のCSDを生じた。しかしながら、Optogenetic CSD群の48時間後の脳梗塞体積は対照群と比較し有意差を認めず、むしろ小さくなる傾向を認めた。Optogeneticsで非侵襲的に誘発したCSDは脳虚血を増悪させなかった。これまでのCSD誘発方法自体が脳虚血に対し有害であった可能性がある。本結果は英文誌に投稿し掲載された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

CSDが脳虚血において保護的に働くか傷害的に働くかを明らかにするためにまずOptogenetic spreading depolarizationが脳虚血に及ぼす影響を検討した。Optogeneticsで非侵襲的に誘発したCSDは脳虚血を増悪させなかった。CSDの誘発方法自体が有害である可能性を明らかにするために、計画の通り塩化カリウムでOptogeneticマウスに誘発したcortical spreading depolarizationが虚血に及ぼす影響やCSDによるPreconditioning効果を検討したいと考えるが臨床業務負担増により進んでいない。

今後の研究の推進方策

Optogeneticsで非侵襲的に誘発したCSDは脳虚血を増悪させなかった。同様の検討を有害刺激である塩化カリウム滴下によるCSD誘発でも検討する。また計画のとおり、可能であれば別のコホートで脳梗塞作成の48時間前に光刺激でCSDを誘発し、その後脳梗塞を作成し脳梗塞体積を評価することにより、CSDの神経細胞保護作用(Preconditioning効果)も検討する。

次年度使用額が生じた理由

国際学会参加による情報収集および成果の報告、さらに外国人指導者の招聘を予定し旅費を予算計上したが、COVID流行によりともに実施困難であったために次年度使用額が生じた。COVID流行による臨床業務負担増により研究が進んでいないことも影響している。研究備品の購入や投稿費用(校正など)に使用する予定。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2023 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件)

  • [国際共同研究] Massachusetts General Hospital(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Massachusetts General Hospital
  • [雑誌論文] Spreading Depolarizations Suppress Hematoma Growth in Hyperacute Intracerebral Hemorrhage in Mice2023

    • 著者名/発表者名
      Fischer Paul、Tamim Isra、Sugimoto Kazutaka、Morais Andreia、Imai Takahiko、Takizawa Tsubasa、Qin Tao、Schlunk Frieder、Endres Matthias、Yaseen Mohammad A.、Chung David Y.、Sakadzic Sava、Ayata Cenk
    • 雑誌名

      Stroke

      巻: 54 ページ: 2640~2651

    • DOI

      10.1161/STROKEAHA.123.042632

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Optogenetic Spreading Depolarizations Do Not Worsen Acute Ischemic Stroke Outcome2023

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto Kazutaka、Yang Joanna、Fischer Paul、Takizawa Tsubasa、Mulder Inge A.、Qin Tao、Erdogan Taylan D.、Yaseen Mohammad A.、Sakadzic Sava、Chung David Y.、Ayata Cenk
    • 雑誌名

      Stroke

      巻: 54 ページ: 1110~1119

    • DOI

      10.1161/STROKEAHA.122.041351

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著

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公開日: 2024-12-25  

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