脊髄損傷における神経再生因子の同定と網羅的遺伝子解析

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22390287
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 整形外科学
• 研究機関: 福井大学
• 研究代表者: 馬場 久敏 福井大学, 医学部, 教授 (00165060)
• 研究分担者: 内田 研造 福井大学, 医学部, 准教授 (60273009)
• 連携研究者: 古川 昭栄 岐阜薬科大学, 薬学部, 教授 (90159129)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 脊椎脊髄病学 / 脊髄神経再生

研究概要

メカニカルストレスに対する DNA マイクロアレイを用いた遺伝子発現解析を行った。細胞の機械的ストレスには、培養細胞に周期的牽引負荷を与えることができる細胞伸縮装置 FX-3000TM-Flexercell Strain Unit (Flexercell International)を使用した。培養脊髄細胞は妊娠 Sprague-Dawley (SD)ラットの胎生 15 日目の胎仔より採取した。クラスタリング解析では遺伝子発現パターンにより 6 つのグループに分割された。発現時間により緩徐に signal 値が上昇するグループ(cluster1,3)において GO 解析では"apoptosis"に属する44 遺伝子が、"response to stimulus"に属する 17 遺伝子が抽出された。Pathway 解析ではMAPK signaling の有意な変動が確認され、 PT-PCR でも、 PDGFR、 G12、 CACN、 trkA/B、 FGFR、 Raf1、MKP、HGK、JIP3、HSP72、GAD D45、GAD D153 の mRNA の増加を確認し得た。脊髄へのメカニカルストレスは、膜損傷、軸索損傷、ニューロン伝達障害、異なった転写因子の発現、グリアの神経栄養因子関連産生を生じさせると考えられるが、ニューロン自身もまた遺伝子パターンを変化させ、その生存維持に応答していると推察された。

研究成果

• [雑誌論文] Blockade of interleukin-6 signaling inhibits the classic pathway and promotes an alternative pathway of macrophage activation after spinal cord injury in mice (2012)
  • 著者名/発表者名: Guerrero AR, Uchida K, Nakajima H, Watanabe S, Nakamura M, Johnson WE, Baba H
  • 雑誌名: J Neuroinflammation 巻: 27:9:40
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transplantation of mesenchymal stem cells promotes an alternative pathway of macrophage activation and functional recovery after spinal cord injury (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakajima H, Uchida K, Guerrero AR, Watanabe S, Sugita D, Takeura N, Yoshida A, Long G, Wright KT, Johnson WE, Baba H
  • 雑誌名: J Neurotrauma 巻: 29 ページ: 1614-1625
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-mobility Group Box-1 and Its Receptors Contribute to Proinflammatory Response in the Acute Phase of Spinal Cord Injury in Rats (2011)
  • 著者名/発表者名: Chen KB, Uchida K, Nakajima H, Yayama T, Hirai T, Guerrero AR, Kobayashi S, Ma WY, Liu SY, Zhu P, Baba H
  • 雑誌名: Spine 巻: 36 ページ: 2122-2129
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tumor necrosis factor-alpha antagonist reduces apoptosis of neurons and oligodendroglia in rat spinal cord injury (2011)
  • 著者名/発表者名: Chen KB, Uchida K, Nakajima H, Yayama T, Guerrero AR, Kobayashi S, Ma WY, Liu SY, Baba H
  • 雑誌名: Spine 巻: 36 ページ: 1350-1358
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microarray analysis of expression of cell death-associated genes in rat spinal cord cells exposed to cyclic tensile stresses in vitro (2010)
  • 著者名/発表者名: Uchida K, Nakajima H, Hirai T, Yayama T, Chen KB, Kobayashi S, Roberts S, Johnson WE, Baba H.
  • 雑誌名: BMC Neurosci 巻: 11 ページ: 84
  • 査読あり
• [雑誌論文] Targeted retrograde gene delivery of brain-derived neurotrophic factor suppresses apoptosis of neurons and oligodendroglia after spinal cord injury in rats (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakajima H, Uchida K, Yayama T, Kobayashi S, Guerrero AR, Furukawa S, Baba H
  • 雑誌名: Spine 巻: 35 ページ: 497-504
  • 査読あり
• [学会発表] Blockade of interleukin-6 signaling generates an alternative activating environment in the spinal cord after injury:Promoting a neuroprotective macrophage population with concurrent locomotive recovery in mice (2011)
  • 著者名/発表者名: Guerrero AR, Uchida K, Nakajima H, Hirai T, Watanabe S, Baba H
  • 学会等名: 39th Annual Meeting of The Cervical Spine Research Society(CSRS 2011)
  • 発表場所: Arizona(USA)
  • 年月日: 2011-12-08
• [学会発表] Microarray analysis of cell death-associated genes in rat embryo cultured spinal cord cells exposed to cyclic tensile stresses in vitro (2011)
  • 著者名/発表者名: Uchida K, Nakajima H, Hirai T, Watanabe S, Guerrero AR, Baba H.
  • 学会等名: The 27th Annual Meeting of the CSRS-ES
  • 発表場所: Istanbul(Turkey)
  • 年月日: 2011-06-08
• [学会発表] メカニカルストレスに対する培養脊髄ニューロンの MAPK キナーゼに関する遺伝子発現プロファイル (2011)
  • 著者名/発表者名: 内田研造, 中嶋秀明, 彌山峰史, 杉田大輔, 渡邉修司, 馬場久敏
  • 学会等名: 第84回日本整形外科学会学術総会
  • 発表場所: Web 開催
  • 年月日: 2011-05-12
• [学会発表] Some neuroprotective mathods for spinal cord injury (2011)
  • 著者名/発表者名: Baba H, Uchida K, Nakajima H, WatanabeS, Takeura N, Yayama T
  • 学会等名: The 13rd Intedrnational Southern China Cardiology Congress
  • 発表場所: Guangzhou(China)
  • 年月日: 2011-04-21
• [学会発表] Cell death-associated genes expression patterns using microarray analysis in rat cultured spinal cord cells exposed to cyclic tensile stresses in vitro (2010)
  • 著者名/発表者名: Uchida K, Nakajima H, Hirai T, Yayama T, Sugita D, Kobayashi S, Baba H
  • 学会等名: 7^<th>Combined Meeting of ORS
  • 発表場所: Kyoto (Japan)
  • 年月日: 2010-10-17
• [学会発表] マイクロアレイを用いたメカニカルストレスに対する脊髄ニューロンの遺伝子発現解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 内田研造, 中嶋秀明, 彌山峰史, 杉田大輔, 渡邉修司, 馬場久敏
  • 学会等名: 第39回日本脊椎脊髄病学会
  • 発表場所: 高知
  • 年月日: 2010-04-23