低出力超音波パルス療法による末梢神経再生促進メカニズムの解明と治療方法の開発

低功率超声脉冲疗法促进周围神经再生的机制阐明及治疗方法的开发

基本信息

批准号：
20J22831
负责人：
河合秀紀
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は自家神経移植術モデルラットを用いて末梢神経損傷に対する最適な超音波治療実施期間の検証を目的に実験を行った。また、末梢神経再生にマクロファージは重要な役割を担っており、その表現型を調節することで神経再生を促進できることが明らかになっている。そこで、超音波治療による再生促進メカニズム解明としてマクロファージ表現型に与える影響の検証を目的とした研究を行った。治療期間検証実験として、自家神経移植術モデルラットに対して損傷翌日から1週間、4週間の超音波治療、または疑似治療を実施した。損傷2週、4週、8週後に運動機能解析としてToe-spreading testと三次元動作解析システムを用いた歩行解析を実施した。Toe-spreading testでは、4週以降全ての群において運動機能の再獲得が確認された。一方、歩行解析では8週の時点でも改善が見られず、正常なラットではつま先離地時に足趾の伸展が見られるのに対して、損傷8週後のラットではすべての群において足趾屈曲角度の増大が確認された。損傷8週後に測定した複合筋活動電位の振幅は、超音波治療実施群は疑似照射群と比較して有意に大きかった。メカニズム解明実験として、超音波治療群と疑似治療群それぞれにおいて損傷作成3日後と7日後で坐骨神経を採集し、炎症性マクロファージと抗炎症性マクロファージの割合を、免疫組織化学染色を用いて評価した。損傷3日後では、超音波治療群において抗炎症性マクロファージの減少傾向がみられた。損傷7日後では、超音波治療群において炎症性マクロファージの有意な減少が認められた。以上の結果より、損傷翌日から1週間または4週間の超音波治療が末梢神経再生を促進し、その作用メカニズムの1つとしてマクロファージ表現型の調整が関与していることが明らかとなった。

今年，我们利用自体神经移植模型大鼠进行了一项实验，验证超声治疗周围神经损伤的最佳持续时间。研究还揭示巨噬细胞在周围神经再生中发挥着重要作用，通过调节其表型可以促进神经再生。因此，我们进行了一项研究，旨在通过验证超声治疗对巨噬细胞表型的影响来阐明超声治疗促进再生的机制。作为治疗周期验证实验，自体神经移植模型大鼠从损伤后次日开始接受超声治疗或假治疗1周和4周。受伤后两周、四周和八周，使用三维运动分析系统进行脚趾伸展测试和步态分析，以分析运动功能。在脚趾张开测试中，4 周后确认所有组均恢复了运动功能。另一方面，步态分析显示即使在8周时也没有改善；正常大鼠在脚趾离开地面时表现出脚趾伸展，而在受伤后8周，所有组的大鼠都表现出脚趾弯曲角度增加。损伤后8周测量的复合肌肉动作电位的振幅在超声治疗组中明显大于假照射组。作为阐明其机制的实验，分别在损伤后3天和7天从超声治疗组和假治疗组收集坐骨神经，并使用免疫组织化学染色评估炎症巨噬细胞与抗炎巨噬细胞的比率。受伤三天后，超声治疗组的抗炎巨噬细胞有减少的趋势。受伤后 7 天，超声治疗组观察到炎症巨噬细胞显着减少。上述结果表明，损伤后次日开始进行1周或4周的超声治疗可促进周围神经再生，其作用机制之一是巨噬细胞表型的调节。