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ナノバブル発生技術を用いた脳脊髄液酸素化による脊髄虚血再灌流後の対麻痺に対する新たな治療法に関する研究

長沼 政亮 東北大学

2020.03.25

概要

【研究背景】
大動脈手術後の脊髄障害はいまだ未解決な合併症の一つであり，様々な予防法が考案されてはいるが，今なお抜本的な治療法には至っていない．脊髄障害による対麻痺が一旦発症すると，生活の質が著しく低下するだけでなく生命予後も悪化するとされており，その解決法が待たれる．そこで今回，実際の脊髄虚血再灌流障害が形成された後に，過飽和酸素化人工髄液を脊髄腔内に灌流することで脊髄保護効果が得られるという仮説を立て検証した．

【研究方法】
市販されている人工髄液に対してナノバブル発生装置を用いて過飽和酸素化人工髄液を作製した．次に，脊髄虚血再灌流モデルとして家兎を用いて腹部大動脈を血管内バルーンで15分間遮断し，同バルーンを除去することで大動脈循環の再開を行うモデルを作製した．その後の治療的介入として、過飽和酸素化人工髄液を髄腔内に灌流する実験を行った．合計20羽の日本白色種の家兎を以下の群に分けた．GroupS (Sham群)は，腹部大動脈にカテーテルを挿入し5秒間のみバルーン拡張する群とした．GroupI (Ischemia群)は，腹部大動脈を15分間バルーン閉塞する群とした．GroupN (Non-oxygenated群)はGroupIと同様の処置から15分後に未処理の人工髄液を用いて髄腔内を1時間灌流する群とした．GroupO (Oxygenated群)は，GroupIと同様の処置から15分後にナノバブルを用いて過飽和酸素化人工髄液を作製し髄腔内に1時間灌流する群とした．各処置から48時間後に脊髄障害に関してmodifiedTarlovscoreを用いて神経学的評価を行い，その後安楽死処置を行った．また第2，第3腰椎レベルでの脊髄組織を摘出し，正常前角細胞数変化を観察するための病理学的評価，網羅的遺伝子解析目的でのmicroarray解析，さらにmicroarray解析にて観察された変化の検証のための定量的PCR解析を行った．

【研究結果】
虚血再灌流後48時間の時点でのmodified Tarlovscoreは，GroupO (3.8±0.4)では，GroupI (2.0±0.9)，N(2.6±0.5)と比較してそれぞれ有意に神経学的機能が保持されていた(P<0.01)．また，病理学的評価において虚血領域の前角細胞数は，GroupI(2.7±2.7)と比較してGroupN(10.2±2.2)，O(10.4±2.2)においてそれぞれ有意に保持されていた(P<0.01)．microarray解析において，GroupSと比較してGroupIにおいてfoldchangeが2.0以上の遺伝子を抽出したところ，644の遺伝子が抽出され，これらの遺伝子を用いたfunctional enrichment解析を行うと，33の遺伝子がいずれもinflammatory responseと有意な関係にある遺伝子と示された．その遺伝子の中で，interleukin6(IL-6)とtumor necrosis factor(TNF)の発現は，GroupIと比較してGroupOでシグナル値が抑制されていた．これら遺伝子を検証するため，脊髄組織からRNAを抽出し，そのRNAよりcDNAを作製し，これらを用いて定量的PCR解析を行うと，IL-6，TNFいずれもGroupIと比較してGroupOで発現が抑制されていた（P<0.05）

【結論】
脊髄虚血再灌流後に過飽和酸素化人工髄液を髄腔内に灌流をすることにより神経学的な脊髄障害を改善し得る．病理組織学的には脊髄前角細胞の保持が得られ，その機序としてIL-6，TNFを含む炎症性因子と関連のある遺伝子の抑制が関与している可能性が示唆された

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参考文献

1. Coselli JS, LeMaire SA, Preventza O, et al. Outcomes of 3309 thoracoabdominal aortic aneurysm repairs. J Thorac Cardiovasc Surg. 2016;151:1323-1338.

2. Conrad MF, Crawford RS, Davison JK, et al. Thoracoabdominal aneurysm repair: A 20-year perspective. Ann Thorac Surg. 2007;83:S856-S861.

3. Frederick JR, Woo YJ. Thoracoabdominal aortic aneurysm. Ann Cardiothorac Surg. 2012;1:277-285.

4. Rizvi AZ, Sullivan TM. Incidence, prevention, and management in spinal cord protection during TEVAR. J Vasc Surg. 2010;52:86S-90S.

5. Bobadilla JL, Wynn M, Tefera G, et al. Low incidence of paraplegia after thoracic endovascular aneurysm repair with proactive spinal cord protective protocols. J Vasc Surg. 2013;57:1537-1542.

6. Leurs LJ, Bell R, Degrieck Y, et al. Endovascular treatment of thoracic aortic diseases: Combined experience from the EUROSTAR and United Kingdom thoracic endograft registries. J Vasc Surg. 2004;40:670-679.

7. Middleton JW, Dayton A, Walsh J, et al. Life expectancy after spinal cord injury: a 50-year study. Spinal Cord. 2012;50:803.

8. Bischoff MS, Di Luozzo G, Griepp EB, et al. Spinal cord preservation in thoracoabdominal aneurysm repair. Perspect Vasc Surg Endovasc Ther. 2011;23:214-222.

9. Kulik A, Castner CF, Kouchoukos NT. Outcomes after thoracoabdominal aortic aneurysm repair with hypothermic circulatory arrest. J Thorac Cardiovas Surg. 2011;141:953-960.

10. Tabayashi K, Saiki Y, Kokubo H, et al. Protection from postischemic spinal cord injury by perfusion cooling of the epidural space during most or all of a descending thoracic or thoracoabdominal aneurysm repair. Gen Thorac Cardiovasc Surg. 2010;58:228-234.

11. Motoyoshi N, Takahashi G, Sakurai M, et al. Safety and efficacy of epidural cooling for regional spinal cord hypothermia during thoracoabdominal aneurysm repair. Eur J Cardio Thorac surg, 2004;25,139-141.

12. Safi HJ, Miller CCI, Huynh TTT, et al. Distal aortic perfusion and cerebrospinal fluid drainage for thoracoabdominal and descending thoracic aortic repair: Ten years of organ protection. Ann Surg. 2003;238:372-381.

13. Safi HJ, Bartoli S, Hess KR, et al. Neurologic deficit in patients at high risk with thoracoabdominal aortic aneurysms: The role of cerebral spinal fluid drainage and distal aortic perfusion. J Vasc Surg. 1994;20:434-443.

14. Khan SN, Stansby G. Cerebrospinal fluid drainage for thoracic and thoracoabdominal aortic aneurysm surgery. Cochrane Database Syst. Rev. 2012.

15. Safi HJ, Miller CC, Carr C, et al. Importance of intercostal artery reattachment during thoracoabdominal aortic aneurysm repair. J Vasc Surg. 1998;27:58-68.

16. Acher CW, Wynn MM, Mell MW, et al. A quantitative assessment of the impact of intercostal artery reimplantation on paralysis risk in thoracoabdominal aortic aneurysm repair. Ann Surg. 2008;248:529-540.

17. Etz CD, Debus ES, Mohr F-W, et al. First-in-man endovascular preconditioning of the paraspinal collateral network by segmental artery coil embolization to prevent ischemic spinal cord injury. J Thorac Cardiovasc Surg. 2015;149:1074- 1079.

18. Crawford ES, Svensson LG, Hess KR, et al. A prospective randomized study of cerebrospinal fluid drainage to prevent paraplegia after high-risk surgery on the thoracoabdominal aorta. J Vasc Surg. 1991;13:36-46.

19. Kanda K, Adachi O, Kawatsu S, et al. Oxygenation of the cerebrospinal fluid with artificial cerebrospinal fluid can ameliorate a spinal cord ischemic injury in a rabbit model. J Thorac Cardiovasc Surg. 2016;152:1401-1409.

20. Zhukhovitskii DI. Molecular dynamics study of nanobubbles in the equilibrium Lennard-Jones fluid. J Chem Phys. 2013;139:164513.

21. Temesgen T, Bui TT, Han M, et al. Micro and nanobubble technologies as a new horizon for water-treatment techniques: A review. Adv Colloid Interfac. 2017;246:40-51.

22. Matsuki N, Ichiba S, Ishikawa T, et al. Blood oxygenation using microbubble suspensions. Eur Biophys J Biophy. 2012;41:571-578.

23. Weiss HR, Grayson J, Liu X, et al. Cerebral ischemia and reperfusion increases the heterogeneity of local oxygen supply/consumption balance. Stroke. 2013;44:2553-2558.

24. Sakurai M, Nagata T, Abe K, et al. Survival and death-promoting events after transient spinal cord ischemia in rabbits: Induction of Akt and caspase3 in motor neurons. J Thorac Cardiovasc Surg. 2003;125:370-377.

25. Sakurai M, Aoki M, Abe K, et al. Selective motor neuron death and heat shock protein induction after spinal cord ischemia in rabbits. J Thorac Cardiovasc Surg. 1997;113:159-164.

26. Murakami H, Tsukube T, Kawanishi Y, et al. Transcranial myogenic motor-evoked potentials after transient spinal cord ischemia predicts neurologic outcome in rabbits. J Vasc Surg. 2004;39:207-213.

27. Isadore M. Tarlov. Acute spinal cord compression paralysis. J Neurosurg. 1972;36:10-20.

28. Lips J, de Haan P, Bouma Gert J, et al. Continuous monitoring of cerebrospinal fluid oxygen tension in relation to motor evoked potentials during spinal cord ischemia in pigs. Anesthesiology. 2005;102:340-345.

29. Ishizaki M, Sugiyama S, Uchida H, et al. Identification and selective perfusion of the spinal cord-feeding arteries by intrathecal pO2 monitoring for spinal cord protection. Eur J Vasc Endovasc Surg. 1999;18:17-24.

30. Christiansson L, Karacagil S, Thelin S, et al. Continuous monitoring of intrathecal pO2, pCO2 and pH during surgical replacement of type II thoracoabdominal aortic aneurysm. Eur J Vasc Endovasc Surg 1998;15:78-81.

31. J. Gordon McComb. Recent research into the nature of cerebrospinal fluid formation and absorption. J Neurosurg. 1983;59:369-383.

32. Greitz D, Hannerz J. A proposed model of cerebrospinal fluid circulation: observations with radionuclide cisternography. Am J Neuroradiol. 1996;17:431- 438.

33. Bulat M, Klarica M. Recent insights into a new hydrodynamics of the cerebrospinal fluid. Brain Res Rev. 2011;65:99-112.

34. Chikly B, Quaghebeur J. Reassessing cerebrospinal fluid (CSF) hydrodynamics: A literature review presenting a novel hypothesis for CSF physiology. J Bodyw Mov Ther. 2013;17:344-354.

35. Brinker T, Stopa E, Morrison J, et al. A new look at cerebrospinal fluid circulation. Fluids Barriers CNS 2014;11:10-10.

36. Nedergaard M. Garbage truck of the brain. Science. 2013;340:1529-1530.

37. Iliff JJ, Wang M, Liao Y, et al. A paravascular pathway facilitates CSF flow through the brain parenchyma and the clearance of interstitial solutes, including amyloid β. Sci Transl Med. 2012;4:147ra111-147ra111.

38. Calias P, Banks WA, Begley D, et al. Intrathecal delivery of protein therapeutics to the brain: A critical reassessment. Pharmacol Therapeut. 2014;144:114-122.

39. Etz CD, Kari FA, Mueller CS, et al. The collateral network concept: remodeling of the arterial collateral network after experimental segmental artery sacrifice. J Thorac Cardiovasc Surg. 2011;141:1029-1036.

40. Etz CD, Zoli S, Bischoff MS, et al. Measuring the collateral network pressure to minimize paraplegia risk in thoracoabdominal aneurysm resection. J Thorac Cardiovasc Surg. 2010;140:S125-S130.

41. Ramos-Cabrer P, Campos F, Sobrino T, et al. Targeting the ischemic penumbra. Stroke. 2011;42:S7-S11.

42. Manning NW, Campbell BCV, Oxley TJ, et al. Acute ischemic Stroke. Stroke. 2014;45:640-644.

43. Iadecola C, Anrather J. The immunology of stroke: from mechanisms to translation. Nat Med. 2011;17:796.

44. Bond BC, Virley DJ, Cairns NJ, et al. The quantification of gene expression in an animal model of brain ischaemia using TaqMan™ real-time RT-PCR. Brain Res. 2002;106:101-116.

45. Hu X, De Silva TM, Chen J, et al. Cerebral vascular disease and neurovascular injury in ischemic stroke. Circ Res. 2017;120:449-471.

46. Albadawi H, Chen JW, Oklu R, et al. Spinal cord inflammation: Molecular imaging after thoracic aortic ischemia reperfusion injury. Radiology2017;282:202-211.

47. Jin R, Yang G, Li G. Inflammatory mechanisms in ischemic stroke: role of inflammatory cells. J Leukoc Biol. 2010;87:779-789.

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