2016 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
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15K10993
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| Research Institution | Showa University |
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Principal Investigator |
宮本 和幸 昭和大学, 医学部, 講師 (80555087)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大滝 博和 昭和大学, 医学部, 講師 (20349062)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 熱中症 / 神経傷害 / 遺伝子組み換えトロンボモジュリン / 神経変性 / 血液脳関門 / 血管内皮傷害 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
以前の研究で遺伝子組み替えトロンボモジュリンの投与は熱中症後神経傷害を暑熱暴露1週・3週で生理食塩水と比較して有意に改善することがわかっている。この機序を調べる目的で髄鞘染色(KB染色）で観察をおこなったがあきららかな所見は認めなかった。このことから、平成28年度は熱中症後の中枢神経傷害について、まずその特徴を把握する目的で43℃モデル・41℃モデル・37℃モデルの3群で熱中症後の神経細胞の変化について観察した。まず、43℃モデルでは熱中症中に激しい痙攣が出現し、予定の60分で生存症例がなかったことから時間を21分に短縮して評価をおこなった。いずれも長期生存は不可能であり、数時間後に死亡した。熱中症直後のH.E染色では大脳皮質において神経細胞の広範囲な変性と小脳のプルキンエ細胞が完全に脱落していた。41℃モデル、37℃モデルでは1週間後・3週間後も生存していた。37℃モデルのH.E染色ではまったく異常は認めなかった。一方、41℃モデルでは熱中症直後のH.E染色で大脳皮質の神経細胞・小脳のプルキンエ細胞の傷害は認めたものの43℃モデルの様な神経細胞の激しい損傷は認めなかった。また、1週間・3週間モデルではH.E染色では大脳皮質においては大きな変化認めなかったものの、小脳のプルキンエ細胞において一部細胞の脱落を認め、小脳が軽度萎縮している症例も認められた。H.E染色のため、小脳の体積の評価は困難であった。今後は、生理食塩水投与群・遺伝子組み替えトロンボモジュリン投与群において直後・1週間後・3週間後の病理組織学的評価をおこなうとともに、免疫染色を追加し、グルオーシスの評価を追加していく。さらに、熱射病直後の脳血液関門の変化につても走査電子顕微鏡を用いて観察する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
熱中症後におこる神経傷害は熱中症直後に発生する神経傷害と、時間が経過してから出現する神経傷害の2つに大別される。実際の臨床では、熱中症直後におきる神経傷害よりも離床のタイミングでおきてくる小脳症状（平衡機能障害）が社会復帰において問題となってくる。本研究では、熱中症後の遅発性神経傷害の機序と、遺伝子組み換えトロンボモジュリン投与がどのような機序で熱中症後の遅発性神経傷害を改善するかについて検討をおこなっている。そのひとつとして平成27年度・28年度は遺伝子組み換えトロンボモジュリンが脳内の炎症性サイトカインを抑制することが一因であることを突き止めた。平成29年度は炎症性サイトカインによる神経傷害が実際にどの様な変化を及ぼすかについて検討をおこなった。結果、熱中症直後の神経細胞死と遅発性神経傷害は別の機序でおこっていることを突き止めた。熱により神経細胞が変性した個体で長期に生存した個体はなく全例数時間以内に死亡した。これは、実際の臨床でも同じで中枢神経が画像広範囲に傷害を受けた症例ではほぼ救命は不可能である。今後は、熱以外の機序で傷害をおこす神経傷害の機序について解明をおこなう必要があると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
中枢神経は正常では脳血液関門があることから体循環からは隔絶されている。このため、好中球などは直接は脳に浸潤することはない。
しかし、熱中症時の脳血液関門の変化についてはまだ十分に解明されておらず、熱中症後に惹起あれる炎症がどこからきているかについては不明である。このため、平成29年度は熱中症後の脳血液関門の変化について検討をおこなう。熱中症後に動物を犠牲にし、走査電子顕微鏡を用いて脳血液関門の状態を評価する。また、別の個体を用いて熱射病後にFITCでラベルしたトレーサーを静注し, 3, 6, 24, 48時間後に脳を摘出し，色素の血管外漏出をBBB傷害の指標とし蛍光顕微鏡を用いて評価する。
さらに、細胞の血管内動画モニターを用いた白血球の脳実質への血管外遊走の観察とrTM投与による効果についての検討をおこなう。具体的には、全身麻酔下に事前に, 右側頭部を一部開頭する。血管・白血球はAcridine orange の投与により可視化する。熱射病後に全身麻酔下で、遠位中大脳動脈を露出させ, 共焦点顕微鏡(LSM510, Carl Zeiss)を用い動画イメージを撮影する。これにより熱射病後の脳実質への白血球遊走を観察する。
また, rTMもしくは生食(対照)投与により, 白血球の血管外遊走がどう変化するかについても検討をおこなう。
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| Causes of Carryover |
旅費の経費削減に努め、予定より大幅に価格を抑制できた。また、病理組織学的標本の検鏡を教室内（教授交代で病理専門医となったため）でおこなうことができるようになったことから大幅に予算を削減することができた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
削減できた予算を今年度おこなう免疫染色抗体, PCR-primer, 実験動物の購入にあてる予定である。
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Research Products
(25 results)
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[Journal Article] ituitary adenylate cyclase-activating polypeptide (PACAP) contributes to the proliferation of hematopoietic progenitor cells in murine bone marrow via PACAP-specific receptor.2017
Author(s)
Xu Z, Ohtaki H, Watanabe J, Miyamoto K, Murai N, Sasaki S, Matsumoto M, Hashimoto H, Hiraizumi Y, Numazawa S, Shioda S.
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Journal Title
Sci Rep.
Volume: 29;6
Pages: 22373
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] 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
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Journal Title
中毒研究
Volume: 29
Pages: 329
Peer Reviewed
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[Presentation] 高齢者施設での急変時の対応について2016
Author(s)
佐々木純, 高安弘美, 前田敦雄, 宮本和幸, 河面倫有, 渡邉兼正, 林宗貴.
Organizer
第44回日本救急医学会総会
Place of Presentation
グランドプリンスホテル新高輪・国際館パミール
Year and Date
2016-11-17 – 2016-11-19
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[Presentation] 血液透析が奏功した急性カフェイン中毒の2例2016
Author(s)
宮本和幸, 丸田雄一, 髙安弘美, 渡邊円香, 光本明日香, 田中広紀, 向後麻里, 佐々木純, 沼澤聡, 林宗貴.
Organizer
第38回日本中毒学会総会
Place of Presentation
新潟コンベンションセンター 鷺メッセ(新潟)
Year and Date
2016-07-23 – 2016-07-24
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[Presentation] Suppression of Spinal Cord Injury by Human Mesenchymal Stem/Stromal Cells (hMSCs) via Pituitary Adenylate Cyclase-Activating Polypeptide (PACAP) in Mice.2016
Author(s)
Ohtaki H, Tsumuraya T, Sato A, Miyamoto K, Yoshikawa A, Watanabe J, Hiraizumi Y, Dohi K, Hashimoto H, Honda K.
Organizer
Suppression of Spinal Cord Injury by Human Mesenchymal Stem/Stromal Cells (hMSCs) via Pituitary Adenylate Cyclase-Activating Polypeptide (PACAP) in Mice.
Place of Presentation
パシフィコ横浜,横浜
Year and Date
2016-07-20 – 2016-07-22
Int'l Joint Research
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