爆発後の持続的な記憶障害と神経病変

Scientific Reports volume 5、記事番号: 15075 (2015) この記事を引用

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10 オルトメトリック

メトリクスの詳細

爆風誘発性神経外傷（BINT）を受けた後の長期的な神経病理と行動障害を評価した前臨床研究はほとんどありません。 これまでの研究では、急性期（7 日未満）での広範な星状神経膠症と細胞死が示されていますが、慢性期での時間的反応はまだ確認されていません。 今回我々は、扁桃体（Amy）、海馬（Hipp）、側坐核（Nac）、前頭前野（PFC）などの大脳辺縁系領域における行動アッセイ、免疫組織化学、神経化学を用いて、1回の爆風曝露の長期的影響を判定した。 。 行動の結果では、1 回の爆発イベントから 1 か月または 3 か月後に回避行動の上昇と短期記憶の減少が確認されました。 BINT 後 3 か月の時点で、調べたすべての脳領域で、神経変性マーカー (FJB) とミクログリア活性化 (Iba-1) のマーカーが増加する一方で、成熟ニューロンの指数 (NeuN) が大幅に減少しました。 グリオーシス (GFAP) は Nac を除くすべての領域で増加しましたが、アポトーシス (カスパーゼ-3) については PFC のみが陽性でした。 3 か月後、タウは PFC および Hipp で選択的に上昇しましたが、爆風曝露後 1 か月では、α-シヌクレインが Hipp で一時的に増加しました。 複合神経化学的尺度であるミオイノシトール + グリシン/クレアチンは、爆発後 3 か月で各脳領域で一貫して増加しました。 全体として、単一の爆発イベントは、行動および神経病理学的後遺症に対する長期にわたる影響をもたらしました。

爆風誘発性神経外傷 (BINT) は、認知力に影響を与えることが多い衰弱性疾患です。 近年、軍事紛争によりBINTの普及が進んでいます。 米国では、兵士が戦闘から帰還するにつれて、心理的および精神医学的欠陥と相関する爆風にさらされた兵士の有病率が増加しています1,2。 一次爆風にさらされると、目に見える傷害の診断兆候が現れない可能性がありますが、重大な神経学的損傷を引き起こす可能性があります。 酸化ストレスは、ミトコンドリアの機能やグルコース代謝の機能不全に影響を与える重要な因子として、一般に BINT と関連付けられています 3、4、5、6。 さらに、グルコース代謝の調節障害がクレブス回路の機能不全や ATP 産生の減少を引き起こし、細胞障害を引き起こす可能性があることが研究で示されています 3,7,8。 さらに、以前の研究では、BINT 後に血液脳関門（BBB）が破壊され、インターフェロン（IFN）-γ、インターロイキン-1β（IL-1β）、グリア線維性酸性タンパク質（GFAP）などの炎症マーカーが増加することが示されています3,4,5。 、7。 神経炎症の存在は、海馬でのアポトーシスを引き起こす、グリセロホスホコリン (GPC) やホスホリルエタノールアミン (PEA) などの膜代謝回転マーカーの増加によってさらに裏付けられています 3。 コリン作動性、ドーパミン、セロトニン系も BINT 後に影響を受けることが示されています6,9。 これにより、シグナル伝達カスケードが劇的に変化し、アポトーシスが引き起こされ、脳のさまざまな領域にわたる神経伝達が変化する可能性があります。

扁桃体、小脳、海馬、側坐核、前頭前皮質などの脳の領域では、BINT3、4、5、8、10、11 後の急性期から亜急性期でアポトーシスのレベルが上昇することが報告されています。 12. 大部分の報告では、神経細胞集団の損失が示されている一方で、星状神経膠症の増加も示されています3、4、5、6、7、8、9、10、11、12。 組織病理学的データと組み合わせた限られた数の磁気共鳴画像研究により、BINT 後の希突起膠細胞および内皮細胞の脆弱性が示されています13、14、15。 分子変化に関連して、記憶障害や不安などの行動異常が急性前臨床研究で広く実証されています 11、16、17。 これらの変化は、BINT 後の臨床症状の発現と一致しています。 BINT の反応は急性期 (5 日未満) で検査されていますが、神経外傷の臨床診断の遅れを説明できるほど、細胞傷害の進行機構と生物学的マーカーは完全には理解されていません 3,4。 さらに、扁桃体や側坐核など、感情的なストレスや恐怖条件付けに重要な役割を果たす脳の領域については、十分に研究が進んでいません。 扁桃体および側坐核の病態に関する報告はほとんどありません9,16,17。 さらに、前頭前野の病理に関する深い理解の欠如により、BINT による記憶喪失に関する知識がさらに制限される可能性があります。 BINT と心的外傷後ストレス障害 (PTSD) との関係は、臨床的ランドマークの文脈で確立されています 18。 BINT は、短期記憶喪失や学習などの臨床症状を引き起こすことが示されています 19,20。 BINT が認知症関連マーカーの上方制御につながる可能性があることを示唆する前臨床報告はほとんどありません 7,12。 BINT の病理学的基礎を理解するには、海馬や前頭前皮質における認知症に関連するタウやプリオンタンパク質などの生化学マーカーの役割を認識することが重要です7,12。 さらに、BINT が扁桃体、海馬、側坐核、前頭前皮質に及ぼす長期的な影響を理解することで、治療介入や診断への扉が開かれる可能性があります。