一過性局所脳虚血/再灌流モデルを用いた遠隔虚血コンディショニングの効果

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K10298
• Research Institution: Osaka Dental University
• Principal Investigator: 百田 義弘 大阪歯科大学, 歯学部, 教授 (60247880)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中込 隆之 兵庫医科大学, 医学部, 教授 (80434950)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 虚血耐性現象 / 神経再生 / 反応性アストロサイト

Outline of Annual Research Achievements

脳血管障害は歯科医療の分野においても影響力は多大であり、とりわけ局所脳虚血・再灌流障害では脳浮腫をはじめとする重篤な病態を引き起こす可能性がある。これまでの研究において致死的虚血負荷を加える前に非致死的虚血負荷を加えることで脳保護作用が認められており、保護効果の要因として虚血負荷により誘導される神経幹細胞による再生能が亢進することを示した。本研究では致死的虚血負荷が加わる責任血管とは異なる血管をターゲットとする遠隔虚血コンディショニングとして、あらかじめ5分間の非致死的虚血負荷を加え再灌流を行うことでニューロン、グリア細胞の発現形態の変化を観察した。さらに、海馬領域における神経幹細胞の発現機転について観察した。
実験群を両側大腿動脈を5分間虚血、5分間再灌流を行いこの操作を3回行った群と左側頚動脈を5分間虚血、5分間再灌流を行いこの操作を3回行った群、さらに、中大脳動脈を5分間虚血、5分間再灌流を行いこの操作を3回行った群にわけ、各群における海馬領域および大脳皮質でのニューロンおよびグリア細胞の発現、神経幹細胞の発現様式について免疫組織化学染色により観察し、各群ともニューロン、グリア細胞の脱落はみられず海馬歯状回においてnestin陽性神経幹細胞の発現が観察された。
あらかじめ5分間の非致死的虚血負荷を加えたのちこれまでの研究成果をもとにした40分間の一過性致死的虚血負荷再灌流3日後において大脳皮質梗塞巣においてnestin陽性細胞、グリア細胞の発現がみられ神経再生機転の亢進が示唆された。さらに海馬歯状回を中心とした領域においてもnestin陽性神経幹細胞の発現が観察された。

Current Status of Research Progress

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

Reason

再現性に優れたcb17系統マウス一過性脳虚血モデルを用い、5分間の非致死的虚血負荷再灌流操作によるプレコンディショニングを行ったのち致死的虚血再灌流操作を行い3日後の神経再生能を検討した。大腿静脈への遠隔プレコンディショニング操作をくわえた場合においても大脳皮質梗塞巣においてnestin陽性神経幹細胞の発現がみられた。さらに神経幹細胞の一部は反応性アストロサイトの可能性が示唆された。虚血により誘導される神経幹細胞が血管周皮細胞かどうかを観察はまだできていないため、大脳皮質虚血領域、海馬領域でのnestin陽性神経幹細胞の起源が血管周皮細胞の可能性があるか否かについてさらに検討する予定である。

Strategy for Future Research Activity

免疫組織化学染色後の組織画像写真撮影及び画像解析ソフトを用いて詳細な画像解析を行う予定である。さらに、虚血領域における脳組織を採取し、ウエスタンブロッティングを用いて検討する予定である。

Causes of Carryover

今年度、購入を希望した試薬の取り寄せに時間がかかり、次年度使用額が生じた。
次年度にさらにマウスを購入し翌年度分として申請した助成金と合わせて、試薬やマウスを購入し、研究を継続する予定である。