グルタミン酸虚血下分節注入モデルによるRiluzoleの評価-Amyotrophic lateral sclerosis(ALS)にたいする薬理学的脊髄保護の開発-

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12671327
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 上田 敏彦 慶應義塾大学, 医学部, 講師 (20138035)
• Keywords: グルタミン酸 / Amyotrophic lateral sclerosis / Riluzole / NBQX / AMPA / kainate受容体 / 実験モデル / 脊髄保護 / グルタミン酸虚血下分節注入モデル

Research Abstract

【本年度の研究結果】Amyotrophic lateral sclemsis(ALS)は,進行性の神経変性疾患であり,脊髄のmotor neuronの変性をきたす致死的な疾患であるが,有効な治療法は確立されていない。glutamate neurotoxicityを減弱する薬物であるriluzoleは,臨床治験で効果が報告された唯一の薬剤であるが、in vivoではreuptake activityにmaskされてしまうため特異性の高い実験動物モデルが乏しく、その有効性や作用機序を解明することが困難であった。グルタミン酸虚血下分節注入モデルを用いて,riluzoleとAMPA/kainate受容体の選択的阻害薬、2,3-dihydroxy-6-nitro-7-sulfamoy1-benzo(f)-quinoxaline(NBQX)との併用効果をin vivoで評価した。実験動物として,New Zealand white rabbitを用い,A群、B群、C群の3群に分けた.A群とB群では,術前10日間,riluzole100mg/kg/dayを水に混ぜ投与した.C群はcontrol群として,通常の水,食餌を術前与えた.New Zealand white rabbitを開腹し、腹部大動脈を腎静脈の直下およびbifurcation直上で剥離した。カテーテルを右大腿動脈から腹部大動脈にむけ挿入、カテーテルの先端はbifurcaticmから5mm上の位置に固定した。A群のウサギは、NBQXの溶解液のみカテーテルから分節注射したのち、50mMのグルタミン酸溶液を2ml/minの注入速度でカテーテルから注入した。同時に腹部大動脈を左腎静脈直下で遮断、カテーテルをbifurcationで外側から締め、血流を遮断した。5分後、血流を再開、同時に注入も停止した。B群およびC群のウサギは4mg/kgのAMPA/kainate受容体の選択的阻害薬であるNBQXをカテーテルから分節注射したのち、同様に実験を進めた.3群のウサギは神経学的所見をTarlovのmodified scoreに従い、手術後、12、24、48時間後の各時点において、評価した。手術後、光学顕微鏡で病理組織学的検索を行なった。3群間の術後の神経学的所見の比較は、Mann-Whitney U testを用いて統計処理した。A群では,Tarlov scoreは、3.2±0.6,B群は4.1±0.5,C群は2.3±0.7とB群でA群,C群より有意に良好な回復を示した(p<0.05)。病理組織学的検索では、A群,C群の脊髄標本では、灰白質とくにventral hornの神経細胞の脱落が著明であったが、B群では軽度のeosinophilic changeのみで、灰白質は保護されていた。Riluzdeは、その作用機序については未だ不明な点も多いが,グルタミン酸虚血下分節注入モデルでAMPA/kainate受容体阻害薬であるNBQXとの併用効果をin vivoで示した。今後さらに検討することで新しい治療プロトコールの開発が期待できる.

Research Products

• [Publications] Cho Y, Ueda T, Mori A et al.: "Exogenous aspartate neurotoxicity in the spinal cord under metabolic stress in vivo"The annals of thoracic surgery. 70(5). 1496-1500 (2000)
• [Publications] Ueda T, Shimizu H, Ito T, Kashima I et al.: "Cerebral complication associated with selective perfusion of the arch vessels"The annals of thoracic surgery. 70(5). 1472-1477 (2000)
• [Publications] Ueda T, Shimizu H, Moro K et al.: "Complication associated with clamping the aorta between the left common carotid artery and left subclavian artery"The annals of thoracic surgery. 70(2). 558-561 (2000)
• [Publications] Ueda T, Shimizu H, Mori A et al.: "Selective perfusion of segmental arteries in patients undergoing thoracoabdominal aortic surgery"The annals of thoracic surgery. 70(1). 38-43 (2000)
• [Publications] Mori A, Ueda T, Nakamichi T et al.: "Detrimental effects of exogenous glutamate on spinal cord neurons during brief ischemia in vivo"The annals of thoracic surgery. 63(4). 1057-1062 (1997)
• [Publications] Kawada S, Ueda T, Shimizu H: "Cardio-aortic and aortic surgery.(Keio University International Symposia for Life Sciences and Medicine. Vol7)"Springer Verlag Tokyo. 197-97 (2001)