抄録
【はじめに、目的】 神経の生存や維持には，神経成長因子や神経栄養因子が必要となる．先行研究では，トレッドミル走行運動により，成体ラット脊髄や，ヒラメ筋などの神経栄養因子mRNA発現量が増加することが報告されている．老齢期における神経成長因子発現や運動による影響については明らかにされていない． 本研究では，ラット腰髄における神経成長因子Nerve growth factor (以下，NGF)とその受容体であるtyrosine kinase A（以下，TrkA）mRNAの発現量に対する走行運動の影響を検討することを目的とした． 【方法】 Wistar系雄性ラット２4匹（老齢群2年齢１４匹，成体群10週齢10匹）を対象とした．走行群（走行期間；１日群， ５日群，４週間群），非走行群とランダムに分けた（老齢走行群7匹，老齢非走行群7匹， 成体走行群5匹，成体非走行群5匹）．走行群は，小動物用トレッドミルを使用し，走行速度17m/min, 傾斜０°，走行時間１時間の条件で運動を課した．すべてのラットにおいて，餌や給水は自由に摂取させた．実験終了後，４％パラホルムアルデヒドで灌流固定後脊髄（L３－５）を摘出し，OCTコンパウンドで凍結包埋した。脊髄をクリオスタットにて薄切後，RNeasy FFPE Kit (キアゲン)にて， total RNAを抽出した．次にcDNAの作成について， High Capacity RNA to cDNA Kit (Applied Biosystems, Foster City)を使用した．逆転写反応により作成したcDNAを鋳型とし，最後に神経栄養因子mRNAプライマーを用い，リアルタイムPCR法にてmRNA発現量を検討した．使用した機器はOpticon (Bio-Rad Laboratories)であった．プライマーは， NGF，その受容体であるTrkAを使用した．相対定量法にて算出した各mRNA発現量はbeta-actin mRNA発現量で正規化した。走行群，非走行群についてmRNＡ発現量を比較するために，クラスカル・ウォリス検定とボンフェローニ補正によるマン・ホイットニー検定を用いた． 【倫理的配慮、説明と同意】 本実験は，大学動物実験倫理審査委員会の承認を得て行った．【結果】 老齢群，成体群において，走行群は，非走行群ともにNGF,TrkA mRNA発現量に有意な差を認めなかった。【考察】 本研究では，ラット脊髄におけるNGFその受容体であるTrkA mRNAの発現量に対する運動の影響を比較した．NGFは，シュワン細胞や角化細胞，線維芽細胞から産出されるがTrkAはニューロンから産出されている。特に胎生期の交感神経と１次感覚ニューロンの軸索伸長に関与し，NGFが作用しなければ，ニューロンは死滅する。また成体期においてもNGFが作用しなければ，神経生存を維持することができない。走行運動の影響として， Gomez-Pinillaらは，成体ラット脊髄とヒラメ筋を対象に走行における脳由来神経栄養因子（Brain derived neurotrophic facter）BDNFmRNAの発現量について，検討した．その結果，１日走行群では神経栄養因子の発現量は，非走行群と比較して発現量に差がなかったが，５日走行群では，発現量が有意に高くなったと報告した．短期の走行運動により，神経栄養因子ｍRNAの発現が増加すると報告しているが，長期の走行運動では，NGF－ｍRNA発現量は変化しない結果となった。我々が行った先行研究（足底皮膚における神経栄養因子－受容体mRNA発現量）と同様の結果となった。短期運動ではｍRNA量の増加を認めるが，運動を長期に行ったことにより生体環境が変化し，神経栄養因子の発現量が変化した慢性効果の影響を考慮する必要がある．また老年期には，海馬のBDNF発現低下が指摘されているが，脊髄において成体期と同様にNGF－TrkAｍRNA発現量が維持されている事が示唆された。今後は，運動強度や時間，日数におけるNGF－TrkAｍRNAの発現量の影響やタンパク質の発現，脊髄における局在性について検討する必要がある．【理学療法学研究としての意義】 神経の生存や維持に重要な役割を果たしている神経成長因子のmRNAの発現量に着目し，研究を行った．循環器や筋機能面ではなく，神経生存に作用する因子の影響を多面的に解析する事により，運動療法の効果を明らかにできる可能性がある。
