大阪大学大学院医学系研究科の糸数隆秀特任教授（常勤）（創薬神経科学・分子神経科学）、山下俊英教授（分子神経科学・創薬神経科学／生命機能研究科、免疫学フロンティア研究センター）、中川僚太さん（分子神経科学・脳神経外科学、博士課程大学院生）らの研究グループは、くも膜下出血後に生じる脳の微小血管の狭窄（脳微小血管攣縮）を好中球が制御するメカニズムを発見し、好中球から放出される好中球細胞外トラップを阻害する薬剤が治療効果を示すことを動物実験で示しました（図１）。

くも膜下出血（subarachnoid hemorrhage: SAH）は脳卒中の中で最も致命率が高く、社会経済にも大きな負担を与える疾患です。これまで多くの研究が行われてきましたが、SAH後に脳の微小血管が攣縮（狭窄）を起こして血流が阻害されるメカニズムについては明らかにされていませんでした。

今回研究グループは、SAHモデルマウスの脳内での免疫細胞動態と脳微小血管へ与える影響を2光子顕微鏡を用いて生体内で検証しました。

その結果、脳微小血管の血管周囲腔で好中球が放出する好中球細胞外トラップ（neutrophil extracellular traps: NETs）を除去することで、脳微小血管攣縮が改善され得ることを示しました。

本研究成果により、ＳＡＨ後に生じる血管周囲腔のNETｓを阻害することで脳の虚血を予防できる可能性が示され、既存の治療薬とは異なるメカニズムによるＳＡＨの治療薬開発の可能性が拓かれました。

本研究成果は、米国科学誌「Stroke」に、10月30日（水）１９時（日本時間）に公開されました。

図1. 概要

くも膜下出血（SAH）は主に脳動脈瘤の破裂によって生じ、脳卒中の中でも特に致命率が高い疾患です。近年、顕微鏡手術や血管内手術が進歩したことでSAHによる致命率は改善傾向にありますが、20-50%と依然として高く、社会復帰できる患者の割合も6-17 %と著しく低い状況です。加えて、日本人はSAHの発症率が高く、SAH後の脳損傷を軽減できるような治療薬を開発することは、我が国において殊更重要です。

SAH後の脳損傷を引き起こす原因として、遅発性に生じる脳虚血（delayed cerebral ischemia）が知られています。脳虚血とは、脳の血液が不足し、脳組織に十分な酸素、栄養が供給されない状態を指します。近年、この遅発性の脳虚血の原因の一つとして、SAH後に脳の微小血管に生じる狭窄（脳微小血管攣縮）が重要である可能性が指摘されています。しかし、これまで脳の微小血管や微小血管を取り囲む空間（血管周囲腔）の評価を行うことが困難であったため、脳微小血管攣縮についての研究はほとんどなく、発生メカニズムについては不明でした。

研究グループは、２光子顕微鏡を用いてSAHモデルマウスの生体イメージングを行うことで、脳の微小血管およびその周囲で生じる病態を詳細に観察できる実験手法を確立しました（図２）。

同手法により、SAH直後に脳微小血管の血管周囲腔に赤血球を含む血液が充満し、１日後には血管周囲腔に多量の好中球が浸潤し、好中球細胞外トラップ（NETｓ）を放出することを見出しました（図３）。引き続き観察を行うと、同部位の脳微小血管は５日後に狭窄を認めました（脳微小血管攣縮の発生）。好中球細胞外トラップは、本来は体内に侵入してきた細菌に対する殺菌作用を持ちますが、特定の病態下では自身の細胞への傷害性をもつことが知られています。そこで、ＮＥＴsの阻害剤であるDNaseを髄腔内に投与することで、血管周囲腔のNETｓを除去したところ、脳微小血管攣縮が抑制されることが分かりました（図４）。

以上の結果から、赤血球侵入を始まりとした血管周囲腔での一連の炎症過程が初めて明らかとなり、NETsが脳微小血管攣縮の発生メカニズムに関与していることが示唆されました。

図2. SAHモデルマウスの生体イメージング

図3. 血管周囲腔における好中球細胞外トラップの放出

図4. DNase投与による脳微小血管攣縮の抑制

本研究成果により、脳微小血管攣縮の発生に関与するメカニズムが明らかになり、血管周囲腔のNETｓを阻害することで脳微小血管攣縮が抑制される可能性が示されました。また、今回確立された実験手法は、これまで観察することが困難であった血管周囲腔における病態観察を可能としており、これからのSAHの研究において強力なツールとなることが期待されます。

本研究成果は、米国科学誌「Stroke」に、10月30日（水）１９時（日本時間）に公開されました。

論文タイトル：　Perivascular Neutrophil Extracellular Traps Exacerbate Microvasospasm After Experimental Subarachnoid Hemorrhage
著者：　Ryota Nakagawa, Takahide Itokazu†, Nao Shibuya, Haruhiko Kishima, Toshihide Yamashita† （†責任著者）
ＤＯＩ：https://doi.org/10.1161/STROKEAHA.124.047574

なお、本研究はJSPS科研費 21H05049および21K07459の助成を受けて行われました。