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2015 Fiscal Year Research-status Report

マウス熱射病モデルにおける遺伝子組み換えトロンボモジュリンの神経保護作用の解明

Research Project

Project/Area Number 15K10993
Research InstitutionShowa University

Principal Investigator

宮本 和幸  昭和大学, 医学部, 助教 (80555087)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大滝 博和  昭和大学, 医学部, 講師 (20349062)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2019-03-31
Keywords熱射病 / 遅発性中枢神経障害 / 巧緻運動障害 / 協調運動障害 / 神経炎症
Outline of Annual Research Achievements

熱射病後, 体内では自然免疫炎症反応(炎症反応), 神経内分泌・自律神経反応(抗炎症反応), 凝固線溶反応が起こる。申請者は2010年から熱射病モデルの作成をおこない, 遺伝子組み換えトロンボモジュリン(rTM)投与が熱射病後3週間の運動機能(Rotarod)を有意に改善することを発見した。
上記機序を解明するために、生理食塩水群・rTM投与群(熱射病後からrTm 6mg/kg,ip+is 5日間連続)投与した2群にわけて熱射病後1週間・3週間に動物を犠牲にし脳・血清を摘出した。摘出した脳はすぐに、大脳皮質・脳幹・小脳に顕微鏡下分離し凍結した。凍結した標本を用いてサンプルを作成し、ELISAを用いてTNF-α, IL-6, IL-10, IL-1βの測定をおこなった。対照群としては暑熱暴露をおこなっていない動物の脳・血清を用いた。結果、rTM群は熱射病後1週間の脳幹で生理食塩水投与群と比較して有意にTNF-αを抑制した。小脳・大脳皮質でも低下傾向であったがあきらかな有意差は認めなかった。
一方、IL-6, 10では2群で有意な差は認めなかった。IL-1βについては測定感度以下のために測定できなかった。このため今後は、PCRにより熱射病後の変化について検討する予定である。
また、一般に報告されている血清のサイトカインでは暑熱暴露後、数時間で上昇を認め24時間では低下を認めている。ただ、中枢神経では熱射病後1週間でもTNFαが対照群に比べて高いレベルにあり、3週間後にようやく対照群と有意差がないレベルにまで低下した。このことから、暑熱暴露後、中枢神経の炎症性サイトカインは血清とは異なった動態を示す可能性が考えられた。
今後、より詳しく暑熱暴露6時間・24時間後について検討をおこない、中枢神経における詳細なサイトカインの動態について検討をおこなう予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

熱射病後, 体内では自然免疫炎症反応(炎症反応), 神経内分泌・自律神経反応(抗炎症反応), 凝固線溶反応が起こる。申請者は2010年から熱射病モデルの作成をおこない, 遺伝子組み換えトロンボモジュリン(rTM)投与が熱射病後3週間の運動機能(Rotarod)を有意に改善することを発見した。
上記機序を解明するために、生理食塩水群・rTM投与群(熱射病後から6mg/kg,ip+is 5日連続)投与した2群にわけて熱射病後1週間・3週間に動物を犠牲にし脳・血清を摘出した。摘出した脳はすぐに、大脳皮質・脳幹・小脳に顕微鏡下分離し凍結した。凍結した標本を用いてサンプルを作成し、ELISAを用いてTNF-α, IL-6, IL-10, IL-1βの測定をおこなった。対照群としては暑熱暴露をおこなっていない動物を対照群とした。結果、rTM群は熱射病後1週間の脳幹で有意にTNF-αを抑制した。小脳・大脳皮質でも低下傾向であったがあきらかな有意差は認めなかった。一方、IL-6, 10では2群で有意な差は認めなかった。IL-1βについては測定感度以下のために測定できなかった。このため今後は、PCRにより熱射病後の変化について検討する予定である。
また、一般に報告されている血清のサイトカインでは暑熱暴露後、数時間で上昇を認め24時間では低下を認めている。ただ、中枢神経では熱射病後1週間でもTNFαが対照群に比べて高いレベルにあり、3週間後にようやく対照群と有意差がないレベルにまで低下した。このことから、暑熱暴露後、中枢神経のサイトカインは血清とはことなった動態を示す可能性が考えられた。今後、より詳しく6時間・24時間後について検討をおこない、詳細なサイトカインの動態について検討をおこなう予定である。

Strategy for Future Research Activity

昨年度の研究で、遺伝子組み換えトロンボモジュリン(rTM)が熱射病後の中枢神経の炎症性サイトカインを抑制していることが判明した。
今年度は、熱射病後中枢神経障害の機序について解明をおこなうため、病理組織学的な評価をおこなう。
まず、熱射病後24時間・1週間・3週間・7週間に動物を犠牲にし、脳組織を摘出する。摘出した脳を用いて、凍結切片(5μm)を作成する。細胞の形態を観察するためにHE染色、神経細胞死を検索するためにFluoro Jade B(FJB)染色、髄鞘を評価するために Kluver-Barrera(KB)染色染色をおこない、形態的に中枢神経のどの部位が、いつから傷害されているかについて検討し、熱射病後中枢神経傷害の自然経過について検索をおこなう。対照群として暑熱暴露を負荷していない動物を用いて同様の手順で脳を摘出し標本を作製し観察する。さらに、評価をより明確にするために免疫染色(AQP4・GFAP)をおこない、傷害範囲をより定量化し観察をおこなう。また、実臨床で中枢神経傷害がどのようにMRI画像で描出されるかを検討する。このため、犠牲にする前にマウスの頭部MRI検査を施行し、病理組織学的所見とMRI画像所見との対比をおこなう。これは、実臨床でその効果を客観的に評価することにつながると考える。
自然経過をはっきりさせた後に、生理食塩水投与群とrTM投与群の2群で比較をおこない、熱射病後24時間・1週間・3週間・7週間にrTMが熱射病後の神経傷害に及ぼす影響について比較検討する。この際、免疫染色を用いて定量的に範囲を比較する。併せて、上述と同様に頭部MRIを施行し、実際の臨床でrTMのヒト熱射病症例への効果が客観的に判定でき臨床研究につながることを目的とする。

Causes of Carryover

昨年度は組織(中枢神経:大脳皮質・小脳・脳幹)のサイトカインを測定するためにELISAをおこなった。購入を考えていたELISA kitを比較的安価に購入できたこと、また、インターロイキン1βについても測定予定であったが、検体が感度以下のために測定することができなかった。次年度に改めてPCRで測定する予定である。
また、旅費については米国集中治療医学会で成果を発表したが、今回は私費から捻出したために今年度に旅費は計上しなかった。

Expenditure Plan for Carryover Budget

本年度は、昨年度に実施できなかったIL-1βのPCRを施行予定である。また、昨年度の予算で今年度に予定している染色液・免疫染色に必要な抗体の購入を検討していている。

  • Research Products

    (33 results)

All 2016 2015

All Journal Article (8 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 1 results) Book (6 results)

  • [Journal Article] Pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide (PACAP) contributes to the proliferation of hematopoietic progenitor cells in murine bone marrow via PACAP-specific receptor.2016

    • Author(s)
      Xu Z, Ohtaki H, Watanabe J, Miyamoto K, Murai N, Sasaki S, Matsumoto M,
    • Journal Title

      Sci Rep.

      Volume: 29 Pages: 22373

    • DOI

      10.1038/srep22373.

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Therapeutic effects and mechanism of conditioned media from human mesenchymal stem cells on anti-GBM glomerulonephritis in WKY rats.2016

    • Author(s)
      Iseri K, Iyoda M, Ohtaki H, Matsumoto K, Wada Y, Suzuki T, Yamamoto Y, Saito T, Hihara K, Tachibana S, Honda K, Shibata T.
    • Journal Title

      Am J Physiol Renal Physiol.

      Volume: 10 Pages: 1152

    • DOI

      10.1152/ajprenal.00165.2016.

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide (PACAP) is involved in adult mouse hippocampal neurogenesis after stroke.2016

    • Author(s)
      Matsumoto M, Nakamachi T, Watanabe J, Sugiyama K, Ohtaki H, Murai N, Sasaki S, Xu Z, Hashimoto H, Seki T, Miyazaki A, Shioda S.
    • Journal Title

      J Mol Neurosci

      Volume: 10 Pages: 1007

    • DOI

      10.1007/s12031-016-0731-x

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 急性膵炎を契機に発見された先天性胆道拡張症(Choledochocele)の1例.2015

    • Author(s)
      宮本和幸, 阿部裕, 飯島忠, 三宅康史, 有賀徹.
    • Journal Title

      日救急医学会関東誌.

      Volume: 36 Pages: 345-348

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 偽腔に気管カニューレが迷入した重症気道熱傷の1例.2015

    • Author(s)
      宮本和幸, 山本大輔, 井手亮太, 山下智幸, 吉田泰雄, 田中啓司, 中村俊介, 三宅康史, 有賀徹.
    • Journal Title

      日救熱傷学会雑誌.

      Volume: 42 Pages: 123-127

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Human recombinant thrombomodulin (rTM) improves the neurological function in a murine heatstroke model.2015

    • Author(s)
      Miyamoto K, Hirokazu Ohtaki, Sachiko Tanaka, Kenji Dohi, Jun Sasaki, Munetaka Hayashi, Yasufumi Miyake, Tohru Aruga.
    • Journal Title

      Crit Care Med

      Volume: 43 Pages: 488

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A nucleoprotein-enriched diet suppresses dopaminergic neuronal cell loss and motor deficit in mice with MPTP-induced Parkinson's disease.2015

    • Author(s)
      Kiriyama K, Ohtaki H, Kobayashi N, Murai N, Matsumoto M, Sasaki S, Sawa C, Satoh K, Matsunaga M, Shioda S.
    • Journal Title

      J Mol Neurosci

      Volume: 55(3) Pages: 803-811

    • DOI

      10.1007/s12031-014-0432-2.

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Human mesenchymal stem/stromal cells suppress spinal inflammation in mice with contribution of pituitary adenylate cyclase-activating polypeptide (PACAP).2015

    • Author(s)
      Tsumuraya T*, Ohtaki H*, Song D, Sato A, Watanabe J, Hiraizumi Y, Nakamachi T, Xu Z, Dohi K, Hashimoto H, Atsumi T, Shioda S.
    • Journal Title

      J Neuroinflammation.

      Volume: 12 Pages: 35

    • DOI

      10.1186/s12974-015-0252-5.

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] エクリン汗腺におけるPACAPの汗分泌促進作用2016

    • Author(s)
      渡邊 潤, 佐々木 駿, 中町 智哉, 大滝 博和, 荒田 悟, 本田 一穂, 塩田 清二
    • Organizer
      第13回GPCR研究会
    • Place of Presentation
      未来科学館 (東京)
    • Year and Date
      2016-05-13 – 2016-05-14
  • [Presentation] 脳虚血ホモジネート刺激によるヒト骨髄間葉系幹・前駆細胞(hMSCs)のCCL2産生機構の解明2016

    • Author(s)
      大滝博和、渡邊潤、谷口紗季、本田一穂
    • Organizer
      第121回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • Place of Presentation
      郡山 (福島)
    • Year and Date
      2016-03-28 – 2016-03-30
  • [Presentation] PACAPによる神経幹細胞のラジアルグリアへの分化誘導2016

    • Author(s)
      渡邊潤、大滝博和、荒田悟,本田一穂,塩田清二
    • Organizer
      第121回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • Place of Presentation
      郡山 (福島)
    • Year and Date
      2016-03-28 – 2016-03-30
  • [Presentation] Human recombinant thrombomodulin (rTM) improves the neurological function in a murine heatstroke model2016

    • Author(s)
      Miyamoto K, Ohtaki H, Tanaka S, Dohi K, Sasaki J, Hayashi M, Miyake Y, Aruga T.
    • Organizer
      45th Critical Care Congress
    • Place of Presentation
      Orland, USA
    • Year and Date
      2016-02-21 – 2016-02-21
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ヒト遺伝子組み換えトロンボモジュリン(rTM)の熱射病後神経障害に対する効果についての検討2016

    • Author(s)
      宮本和幸, 大滝博和, 佐々木純, 林宗貴, 三宅康史, 有賀徹.
    • Organizer
      第43回日本集中治療医学会総会
    • Place of Presentation
      神戸国際展示場(兵庫)
    • Year and Date
      2016-02-12 – 2016-02-12
  • [Presentation] 多臓器不全を合併したスズメバチ多数刺傷の1例2016

    • Author(s)
      宮本和幸, 笹井文彦, 林将史, 橋詰真衣, 高安弘美, 原田芳邦, 前田敦雄, 河面倫有, 渡邉兼正, 佐々木純, 林宗貴.
    • Organizer
      第66回日本救急医学会関東地方会
    • Place of Presentation
      都市センターホテル(東京)
    • Year and Date
      2016-02-06 – 2016-02-06
  • [Presentation] 肝機能障害・横紋筋融解症を合併したスズメバチ刺傷の1例2016

    • Author(s)
      宮本和幸, 笹井文彦, 林将史, 橋詰真衣, 高安弘美, 原田芳邦, 前田敦雄, 河面倫有, 渡邉兼正, 佐々木純, 林宗貴.
    • Organizer
      第30回日本中毒学会東日本地方会
    • Place of Presentation
      昭和大学上條講堂(東京)
    • Year and Date
      2016-01-23 – 2016-01-23
  • [Presentation] マウス熱射病モデルにおけるサイトカインの推移について2015

    • Author(s)
      宮本和幸, 大滝博和, 本田一穂, 佐々木純, 林宗貴, 三宅康史, 有賀徹.
    • Organizer
      第19回CCM輸液・栄養研究会
    • Place of Presentation
      新大阪ワシントンホテルプラザ(大阪)
    • Year and Date
      2015-11-21 – 2015-11-21
    • Invited
  • [Presentation] マウス熱射病モデルにおける脳内のサイトカインの推移について2015

    • Author(s)
      宮本和幸, 大滝博和, 佐々木純, 三宅康史, 林宗貴, 有賀徹.
    • Organizer
      第43回日本救急医学会総会
    • Place of Presentation
      東京国際フォーラム(東京)
    • Year and Date
      2015-10-23 – 2015-10-23
  • [Presentation] Crucial role of PACAP in neural progenitor cells during development and after degeneration.2015

    • Author(s)
      Watanabe J, Ohtaki H, Nakamachi T, Matsumoto M, Sasaki S, Murai M, Arata S, Shioda S.
    • Organizer
      Neuropeptides 2015
    • Place of Presentation
      Aberdeen, UK
    • Year and Date
      2015-09-28 – 2015-10-01
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effects of PACAP on the secretions of tear and saliva in mouse.2015

    • Author(s)
      Nakamachi T, Watanabe J, Seki T, Ohtaki H, Shioda S.
    • Organizer
      Neuropeptides 2015
    • Place of Presentation
      Aberdeen, UK
    • Year and Date
      2015-09-28 – 2015-10-01
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] PACAP contributes to proliferation of hematopoietic stem/progenitor cells in murine bone marrow.2015

    • Author(s)
      Ohtaki H, Xu Z, Watanabe J, Hiraizumi Y, Hashimoto H, Numazawa S, Shioda S.
    • Organizer
      12th international symposium on VIP/PACAP and related peptides
    • Place of Presentation
      Cappadocia, Turkey
    • Year and Date
      2015-09-21 – 2015-09-26
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] PACAP contributes proliferation of hippocampal neural stem/progenitor cells after global ischemi in mice2015

    • Author(s)
      Nakamachi T, Ohtaki H, Watanabe J, Shioda S.
    • Organizer
      12th international symposium on VIP/PACAP and related peptides
    • Place of Presentation
      Cappadocia, Turkey
    • Year and Date
      2015-09-21 – 2015-09-26
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Involvement of PACAP in differentiation of neural progenitor cells via radial glia2015

    • Author(s)
      Watanabe J, Ohtaki H, Nakamachi T, Sasaki S, Matsumoto M, Murai N, Seki T, Arata S, Shioda S.
    • Organizer
      12th international symposium on VIP/PACAP and related peptides
    • Place of Presentation
      Cappadocia, Turkey
    • Year and Date
      2015-09-21 – 2015-09-26
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ヒト骨髄間葉系幹細胞はPACAPを介して脊髄損傷後の炎症を調節する2015

    • Author(s)
      大滝博和, 圓谷智海, 徐枝芳, 渡邊潤, 佐藤敦, 平泉裕, 橋本均, 塩田清二
    • Organizer
      第80回日本インターフェロン・サイトカイン学会大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学 (東京)
    • Year and Date
      2015-07-17 – 2015-07-18
  • [Presentation] 偽膜にカニューレが迷入し換気困難となった重症気道熱傷の1例2015

    • Author(s)
      宮本和幸, 山本大輔, 山下智幸, 三宅康史, 有賀徹.
    • Organizer
      第41回日本熱傷学会総会
    • Place of Presentation
      名古屋観光ホテル(名古屋)
    • Year and Date
      2015-06-19 – 2015-06-19
  • [Presentation] 糖尿病モデルマウスに対する骨髄由来ヒト間葉系幹細胞(hMSCs)の膵臓内投与における有用性の検討2015

    • Author(s)
      村井謙允,大滝博和, 渡邊潤, 佐々木駿, 松本皆子, 泉崎雅彦
    • Organizer
      第320回昭和大学学士会例会
    • Place of Presentation
      昭和大学 東京
    • Year and Date
      2015-05-17 – 2015-05-17
  • [Presentation] PACAP contributes to the proliferation of hematopoietic stem/progenitor cells in murine bone marrow via its specific receptor PAC1.2015

    • Author(s)
      Xu Z, Ohtaki H, Watanabe J, Nakamachi T, Numazawa S, Shioda S.
    • Organizer
      第12回GPCR研究会
    • Place of Presentation
      東京 未来科学館
    • Year and Date
      2015-05-15 – 2015-05-16
  • [Presentation] 神経前駆細胞に対するグレリンの作用の解析2015

    • Author(s)
      渡邊潤, 影山晴秋, 大滝博和, 松本皆子, 佐々木駿, 村井謙允, 荒田悟, 塩田清二,
    • Organizer
      第12回GPCR研究会
    • Place of Presentation
      東京 未来科学館
    • Year and Date
      2015-05-15 – 2015-05-16
  • [Book] Section 1.5. Other Peripheral Hormones, Chapter 36 Endothelins.2016

    • Author(s)
      Ohtaki H.
    • Total Pages
      3
    • Publisher
      Elsevier
  • [Book] Section 1.5. Other Peripheral Hormones, Chapter 36 Irisin.2016

    • Author(s)
      Ohtaki H.
    • Total Pages
      3
    • Publisher
      Elsevier
  • [Book] 非外傷性腹腔内出血(急性腹症-決断のプロセス).2015

    • Author(s)
      山本大輔, 宮本和幸.
    • Total Pages
      6
    • Publisher
      へるす出版
  • [Book] 臨床栄養 リフィーディング症候群.2015

    • Author(s)
      宮本和幸.
    • Total Pages
      6
    • Publisher
      へるす出版
  • [Book] ICUにおける肝機能障害.ICU合併症の予防策と発症時の戦い方2015

    • Author(s)
      宮本和幸
    • Total Pages
      9
    • Publisher
      羊土社
  • [Book] Anatomy of Adult Central Nervous Systems: structure, function of the brain and spinal cord.2015

    • Author(s)
      Ohtaki H, Shioda S.
    • Total Pages
      20
    • Publisher
      Springer

URL: 

Published: 2017-01-06  

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