脊髄損傷や脳卒中などに起因する脳や脊髄の損傷は、運動機能に影響を及ぼし、麻痺などにより生活に支障がでてしまったり、結果的に寝たきりとなってしまうなど、深刻な後遺症を引き起きおこすことがあります。現在、リハビリテーション療法などにより、運動機能の改善を目指した治療が進められていますが、その回復メカニズムの多くが不明のままです。この回復メカニズムを解明し、より効果的な治療法の開発が望まれています。

本研究イメージ図
クレジット：Kanon Tanaka

京都大学大学院医学研究科 伊佐正 教授（兼・京都⼤学ヒト⽣物学⾼等研究拠点 主任研究者）、三橋賢大 同博士課程学生（研究当時、現：同特定助教）、自然科学研究機構生理学研究所 小林憲太 准教授らの研究グループはマカクザルの脊髄損傷モデルを用いて、リハビリテーションによって手指の運動機能が改善していく過程において、脳の運動前野をつなぐ大脳半球間経路が運動機能回復に重要な役割を担うことを明らかにしました。
本研究では２種類のウイルスベクター_注1を用いて特定の神経経路だけを一時的に伝達遮断する革新的手法を用い、脊髄損傷からの回復過程において運動前野間の半球間経路のみを選択的に遮断した場合に、回復していた手指の運動機能が再び悪化することを発見しました。さらに皮質脳波活動の記録・解析を行うことで、損傷のない状態ではこの半球間経路は抑制し合っているのに対して、損傷後の回復過程においては促進的に働いていることを見出しました。これらの結果から、健常時には抑制されている運動前野の神経活動が、脊髄損傷からの回復期には上昇することによって、運動機能回復に寄与することを明らかにしました。本研究結果は脊髄損傷や脳梗塞などで麻痺となった患者の神経リハビリテーション療法への応用が期待されます。
本成果は、2024年8月22日（英国時間）に国際学術誌「Nature Communications」にオンライン掲載されました。

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用語解説

　注1、ウイルスベクター：標的細胞に取り込まれ、目的の遺伝子を発現させる目的で作られた「遺伝子の運び屋」。ウイルスをもとに作られているが複製・増殖能は失われている。

今回の研究でも明らかになったように、脳・中枢神経が損傷された場合でも、他の部位が障害された機能を補い回復させるための脳内機構が存在します。そのメカニズムをより詳細に解明し、賦活化させることで治療につなげられるように今後も研究に精進したいと思います。(三橋 賢大)

本研究は、科学研究費助成事業・新学術領域研究(研究領域提案型)「超適応」（19H05723）(伊佐正)、⽇本医療研究開発機構・医薬品等規制調和・評価研究事業、国際脳（20DM0307005）(伊佐正)、科学研究費助成事業・基盤研究(S)（22H04992） (伊佐正)、科学研究費助成事業・基盤研究(A)（19H01011） (伊佐正)、科学研究費助成事業・基盤研究(A)（20H00573） (尾上浩隆)、科学研究費助成事業・基盤研究(B)（21H02798） (山口玲欧奈)の助成を受けて行われました。

Mitsuhashi, M., Yamaguchi, R., Kawasaki, T., Ueno, S., Sun, Y., Isa, K., Takahashi, J., Kobayashi, K., Onoe, H., Takahashi, R., & Isa, T. (2024). Stage-Dependent Role of Interhemispheric Pathway for Motor Recovery in Primates. Nature Communications. 10.1038/s41467-024-51070-w