博 士 （ 医 学 ） 大 岡 智 学
学 位 論 文 題 名
ウサギ脊髄虚血再灌流モデルにおける
ischemic preconditioning の神経細胞保護効果について 学位論文内容の要旨
【 背 景 】 胸腹 部 大 動脈 瘤 手 術に お け る虚 血 性 脊 髄障 害 は ，術 後 のquallity of lifeに 大き な 影 響 を 及 ぼす 重 篤 な合 併 症 であ る ． 当講 座 で は 手術 手 技 の工 夫 及 び薬 理 学 的脊 髄 保 護の 研 究 を行 っ て きた ． Ischemic Preconditioning（IPC)の臓器保 護効果に ついて の研究が 多数報 告さ れ ，IPC後3時 間 以 内 に の み 発 現 す る early IPCと12ー24時 間 後 に 発 現 し 約72時 間 ま で 持 続 す る 1ate IPCの2つ の タ イ ミ ン グ が あ る と さ れ て い る ． 更 にearly IPCに お け る adenosine triphosphate(ATP)依 存 性カ リ ウ ム(Knp)チ ャ ンネ ル の 構 造及 び 役 割の 詳 細 が明 ら か に な っ て き た ． こ れ に よ り Knpチ ャ ン ネ ル 開 口 薬 に よ る Pharmacological precondi ioning(PPC)の 研究 が 進 めら れ ， 心筋 ・ 脳 など の 臓 器で 虚 血 に対 す る 臓 器保 護 効 果 が 認 め ら れた が ， 脊髄 に つ いて の 報 告は 少 な い ．我 々 は ，ウ サ ギ 脊髄 虚 血 再灌 流 モ デル を 用 い て 非 選 択 的KArpチ ャ ン ネ ル 開 ロ 薬 で あ るnicorandilがPPC効 果 を 持 つ こ と を 報 告 し た ．
【 目 的 】IPCとnicorandilに よ るPPCの 脊髄 保 護 効果 を 比 較し ， 更 に非 選 択 的KA'rpチ ャ ン ネ ル阻 害 剤 であ るglibenclamideを 先行 投 与 する こ と によ る 脊 髄保 護 効 果の 変化をみ ることで ， 脊髄にお けるearly IPCでのKxrpチャンネ ルの役 割を検討 するこ と．
【 対 象 と 方 法 】New Zealand White Rabbits雄3.5 ‑ 4.5 kgを24羽 を 以 下 の4群 に 無 作 為 に 分 け ， ウサ ギ 脊 髄虚 血 モ デル （ パ ルー ン 付 き カテ ー テ ルに よ る15分 間 の腎 動 脈 下腹 部 大 動 脈遮 断 に より 脊 髄 虚血 を 誘 発） を 作 成 ．薬 剤投 与tま すぺて 静脈内投 与．大動 脈遮断(AXC)直前 及び解除5分 後に動脈 血ガス分 析を行 った，
control (C) group（ ＝ −6） ：15分間 のAXC，15分 間 の 再灌 流 ．ischemic preconditioning
（IPC)group (n=6)：5分 間 の 一過 性AXC (=IPC)及 び5分間 の 再 灌 流の 後AXC. nicorandil (N) group (n=6)：AXC10分前にnicorandil 100ルg／kg投与．IPC十GlibenClamide（G）group（n 6）：
IPC5分 前 にglibenclamide3mg/kg投 与 ． 脊髄 保 護 効果 の 評 価は ， 運 動神 経 機 能 評価 に つ いて は 虚 血8時 間 後 ，24時 間 後 ，48時 間 後 にJohnsonSCoreに よ る6段 階 評 価 を 行 っ た ． 病 理 組 織 学 的 評 価 は ， 虚 血48時 間 後 で 採 取し たL3−4レ ベ ルの 脊 髄Hematoxylin―Eosin染色 標 本 の 脊 髄 前 角 運 動 神 経 細 胞 数 を 計 測 し た ， 統 計 学 的 検 討 は ，JohnsonScoreの 比 較 につ い て は ， 群 内 比 較 に はWilcoxonSignedranktest， 群 間 比 較 に はMann−WhitneyUtestを 用 い た ． 連 続 変 数 の 比 較 は0ne− WayanalySiS0fVarianCe及 びFiSCherpoSthoCteStingを 用 い た ，
−521 ‑
P−valueはすべてO．05未満で有意差とした．
【結果】各群間において血行動態，直腸温，動脈血ガス分析の各項目に有意差を認めなかっ た． 運 動 神経 機 能 につい ては，群 内比較で はIPC+G群で8時 間後と48時 間後の比 較で48時 間後のscoreは 有意に低 かった．C群，IPC群，N群では有意差は認めなかった．群間比較で は， 全 て の時 点 でIPC群 はC群 ，IPC+G群よ り 有意 に 高値であ った，IPC群 とN群間に は有 意差はなかった，病理組織所見では，IPC群とN群の脊髄前角においては多数の大きな多棘の 運動神経細胞が認められ，大部分の核は核膜が平滑で核小体を確認できた．これに対しC群，
IPC+G群では運 動神経細 胞の細胞体は萎縮し，核が凝集している細胞体が多く見られた．前 者を計測 した運動 神経細胞数では，C群と比較してIPC群及びN群では有意に高値であった．
C群 とIPC+G群間 に 有 意差は認め なかった ，以上よ り5分間の 虚血及び5分問の再 灌流によ るIPCはnicorandilによ るPPCと同等 の神経保 護効果を 持ち，そ の作用はglibenclamideの 前投与により消失することがわかった．
【考察】 本研究で は，5分間の虚血及び5分間の再灌流を採用し，early IPC効果が得られる ことが示 されたIPCを 惹起する 虚血時間 を5分間と した理由 は，諸家の 報告の多 くが5分を 採用していたことに加え，、ヒト心房細胞にて4ー5分間の虚血及び5分間の再灌流のパターン が 最 もprecondt ioning効 果 が 得 ら れ た と す るGhoshら の 報 告 に も 基 づ い て い る ． early IPCはmit ochondr ialKA'rpチャネルの活性化によるとする報告が多く見られ，選択的 mi tochondriaIKxrpチャネル開口薬diazoxide及び阻害剤5―hydroxydecanoic acid(5−HD)を用 い，diazoxideが心筋・脳においてPPC効果を持つことを示した研究も報告されている．ウサ ギ脊髄虚 血モデル においてdiazoxide 5mg/kgの虚血前投与がPPC効果を持つことが示されて いる一方，5−HD 20mg/kgの前投与によってはdiazoxideのPPC効果は消失せず，glibenclamide Img/kgの前投与により消失したとする報告もあり，脊髄においてはsarcolenmalKA:rpチャネル の関与も 否定でき ない．この点から脊髄におけるearly IPCの機序については，更なる研究 が必要である．
IPCとPPCの相違 点として，脊髄血流(SCBF)に対する影響が挙げられる．IPCによる虚血再 灌流後のSCBFの増加を 示す報告 がいくっ かあるが ，一方で30ー100ルg/kgのnicorandil投 与はSCBFを変 化させな いとする 報告があ る．脳のhyperaemiaは虚血による障害が軽度な領 域では回復を加速させるが，不可逆的障害を受けた領域では二次的な障害を招くとする報告 もあり，IPCによる再 灌流時のSCBFの増加の神経保護効果への影響については研究が必要で ある．
運動神経 学的評価 の指標は，客観的評価としてJohnson scoreを，定量的評価として脊髄 H−E染色切片での形態学的に正常な脊髄前角細胞数を用いた．本モデルでは15分間の大動脈 遮断によ り脊髄で のapoptosisが誘導 されるこ とが解っている．C群，IPC+Glib群で多く見 られた核 の凝集， 細胞体の萎縮といった前角細胞の変性の所見はapoptosisを示唆する所見 であった ．各群内 でのscoreの経 時的変化 に注目す ると，IPC十G群でのみ虚血8時間後と比 べ48時間後 のscoreは有意 に低値で あったが ，IPC群，N群 では差は 認めなかっ た．このこ と か ら IPC及 び PPCが apoptosisの 誘 導 を 抑 制 す る 可 能 性 が 示 唆 さ れ た ．
学位論文審査の要旨 主 査 教 授 安田 慶秀 副 査 教 授 北畠 顕 副査 教授 佐々木秀直
学 位 論 文 題 名
ウサギ脊髄虚血再灌流モデルにおける
ischemic preconditioning の神経細胞保護効果について
本 研 究 の 目 的 は ， ウ サ ギ 脊 髄 虚 血 再 灌 流 モ デ ル に お い て ， early ischemic precondit ioning（IPC)とnicorandilに よ るpharmacological precondi tioning (PPC) の 脊 髄 保 護 効 果 を 比 較 す る こ と ， 及 び 脊 髄 に お け るearly IPCで のadenosine t riphosphate依 存 性 カ リ ウ ム （KATP） チ ャ ン ネ ル の 役 割 を 検 討 す る こ と で あ る ． New Zealand White Rabbits雄3．5ー4.5 kgを24羽 を 以 下 の4群 に 無 作 為 に 分 け ， Balloon catheterを 用 い て ， 腎 動 脈 下 腹 部 大 動 脈 遮 断(AXC)に よ りapoptosisが優 位 に 生 じ る と さ れ る15分 間 の 脊 髄 虚 血 を 引 き 起 こ し た 後 に 再 灌 流 し た ． 薬 剤投 与 は す べて 静脈内 投与とし た．薬 剤は，nicorandil；KArpチャネ ル開口 薬，glibenclamide；KA.rpチャ ネル阻 害薬を用 いた． control (C) group (n=6)：15分間のAXC，15分間の再灌流．IPC group
（nニニ6）：5分間の 一過性AXC (=IPC)及び5分間の再 灌流の 後AXC. nicorandil (N) group
（n 6） ：AXC10分 前にnicorandil 100ルg/kg投与 ，IPC十glibenclamide (G) group (n=6)： IPC5分 前 にgl ibenc lamide 3mg/kg投与 ， 脊 髄保 護 効 果 の評 価 は ，運 動 神 経機 能 評 価に つ い て は 虚 血8時 間 後 ，24時 間 後 ，48時 間 後 にJohnson Scoreに よ る6段 階 評 価 を 行 っ た ． 病 理 組 織 学 的 評 価 は ， 虚 血 48時 間 後 で 採 取 し たL3― 4レ ベ ル の 脊 髄 Hematoxylin―Eosin染 色 標 本 の 脊 髄 前 角 運 動 神 経 細 胞 数 を 計 測 し 比 較 し た ． 各 群 間 に お い て 血 行 動 態 ， 直 腸 温 ， 動 脈 血 ガ ス 分 析 の 各 項 目 に 有 意 差を 認 め な かっ た ． 運 動 神 経 機 能 に つ い て は ， 全 て の 時 点 でIPC群 はC群 ，IPC十G群 よ り 有 意 に 高 値 で あ り ，IPC群 とN群 は 同 等 で あ っ た ． 群 内 で 経 時 的 変 化 を 比 較 す る と ，IPC十G群 で8 時 間 後 と48時 間 後 の 比 較 で48時 間 後 のscoreは 有 意 に 低 か っ た ．C群 ，IPC群 ，N群 で は 有 意 な 経 時 的 変 化 は 認 め な か っ た ． 病 理 組 織 所 見 で は ，IPC群 とN群 の 脊 髄 前角 に お い て は 多 数 の 大 き な 多 棘 の 運 動 神 経 細 胞 が 認 め ら れ ， 大 部 分 の 核 は 核 膜が 平 滑 で 核 小 体 を 確 認 で き た ， こ れ に 対 しC群 ，IPC十G群 で は 運 動 神 経 細 胞 の 細 胞 体 は 萎 縮 し ， 核 が 凝 集 し て い る 細 胞 体 が 多 く 見 ら れapoptosisが 示 唆 さ れ た ， 前 者 を 計 測 し た 脊 髄 前 角 に お け る 運 動 神 経 細 胞 数 で は ，IPC群 及 びN群 はC群 とIPC十G群 と 比 較 し て 有 意
