薬理的神経制御を用いた新たな脳卒中運動療法の開発に対する生体脳イメージングの応用

体内脑成像在利用药理神经控制开发新型中风运动疗法中的应用

基本信息

批准号：
20H04048
负责人：
前島洋
金额：
$ 11.4万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

これまで脳におけるBDNF発現の生体イメージング計測を目的に、BDNFのプロモーター域に蛍発光酵素Luciferase遺伝子を挿入したBDNF-Luc Tgマウスを繁殖、飼育してきた。このTgマウスを対象に脳深部の発光の検知を可能とする発光基質AkaLumine-HCl (TokeOni)を腹腔内投与後、脳領域の発光を運動介入後に経時的に定量する一連の計測を進めてきた。本年度は単回の運動が脳におけるBDNF発現に与える効果にいて24時間の経時的な解析を進め、15m/min, 50分以上のトレッドミル運動終了直後より生体発光は増強傾向を示し、１～３時間後において有意な発光の増強を呈し、その後も運動前に比べて増強傾向を示すことを報告した。この所見は始めて運動後の脳におけるBDNF発現増強を生体脳において計測した報告であり、従来、運動後の脳サンプルを対象とする生化学的方法において検討されてきた運動誘発性BDNF発現について同一個体内で観察した初めての報告であった。更に、同Tgマウスを対象に深麻酔下にてステレオタキシック脳内インジェクションシステムを用いて、損傷側線条体、内包域に血管基底膜を破壊する酵素コラゲナーゼを微量注入することにより脳出血片麻痺モデルを作成し、脳卒中による脳領域におけるBDNF発現について生体脳イメージングにより観察を進めた。脳卒中後には脳領域全体における発光増強が確認され、損傷側における発光増強傾向に加えて、対側においては全ての計測個体において発光増強が確認された。脳卒中後の興奮毒性と非麻痺側上下肢の過剰使用による対側半球の活動性増強に由来するBDNF発現増強が示唆された。一方、脳卒中後の長期的な生体脳イメージングに基づく観察では、術野組織の変色等による発光の吸収等の影響が懸念され、同法を用いた長期的な経時的観察への課題が確認された。

迄今为止，BDNF-LUC TG小鼠已经用插入BDNF启动子区域的荧光酶荧光素酶基因进行繁殖并升高，目的是测量大脑中的BDNF表达。我们一直在进行一系列测量值，其中发光底物akalumine-HCl（Tokeoni）能够检测到深脑中的发光，在腹膜内对TG小鼠进行腹膜内施用，并在运动介入后随时间进行量化的脑部区域中的量化发光。今年，我们对单个运动对大脑中BDNF表达的影响进行了24小时的分析，并报告说，生物发光显示出在50分钟或更长时间后15 m/min后立即增强的增强趋势，并且该生物发光在1-3小时后显示出显着增强的发光，并在锻炼前表现出增强的增强趋势。这一发现是在生物学大脑运动后测量大脑中BDNF表达增强的第一个报告，并且是观察运动诱导的BDNF表达的第一个报告，该报告以前曾以同一个体的生物化学方法进行了生化方法研究。此外，通过注入少量酶胶原酶来创建一种脑出血性血有疾病的模型，该酶胶原酶将血管基底膜摧毁到受伤的纹状体中，并使用立体定位的脑术内部的脑内脑内脑中的脑部内部脑部通过同一TG小鼠进行了脑部的脑料来实现脑部，并在同一TG鼠标中确定脑部的脑部，并在脑海中进行了体现，以实现脑部的脑力。中风。中风后，在整个大脑区域确认发光，除了增强受伤侧发光的趋势外，还确认了对侧侧所有测得的个体的发光。它表明，由于中风后兴奋性毒性和对侧半球的活性增加，由于非分析上肢和下肢的过度使用，BDNF的表达得到了增强。另一方面，中风后基于长期生物蛋白酶成像的观察涉及由于手术组织的变色而引起的光吸收的影响，以及使用相同方法确认了长期观察的挑战。