ネイチャーニュース：麻痺した人が再び歩けるようになるのはなぜか？科学者たちは新たな発見をした

麻痺とは、随意運動機能の低下または喪失を指します。

麻痺の原因は一般的に神経系、特に脊髄の損傷です。

しかし、脳と損傷した脊髄の運動ニューロンとのつながりを確立できれば、特定の科学的手法の助けを借りて、麻痺した人々は歩行能力を取り戻すことができる可能性があります。

これまでの症例では、硬膜外電気刺激（EES）療法などの脊髄の電気刺激が、麻痺した人の歩行能力の回復に効果的に役立つことが示されています。 **ただし、この治療法の根本的なメカニズムはまだ不明です。

(出典: Pixabay)

今、科学者たちはついに新たな発見をした――

EPFL 教授の神経科学者グレゴワール・クルティーヌ氏とそのチームおよび協力者は、麻痺後の回復を促進するニューロンを特定することに成功した。この発見により、麻痺後の運動能力を回復する方法についての理解が深まりました。

図｜成長するニューロン。

「麻痺後の歩行を回復させるニューロン」と題された関連研究論文が、権威ある科学誌「ネイチャー」に本日掲載された。

脊髄ニューロンのリモデリング

脊髄は脳から始まる中枢神経系の延長です。脊柱の脊柱管内に位置し、椎骨によって保護されています。主に体幹と四肢の反射動作と、脳と末梢の間の神経情報の伝達を担っています。

脊髄が損傷すると、脳と脊髄ニューロンの接続が受動的に遮断され、軽症の場合は部分的な感覚喪失、重症の場合は片麻痺、四肢麻痺、さらには完全な麻痺を引き起こします。

したがって、麻痺を治療する新しい方法を発見し、その背後にある根本的なメカニズムを理解することは、麻痺した人々がより良く動けるように、あるいは完全に回復できるようにするために、将来の科学者にとって重要な研究テーマです。

ほとんどの場合、脳と損傷した脊髄の運動ニューロンの間にはまだ何らかの接続が残っていますが、これらの小さな接続だけでは麻痺した人が再び歩けるようになるには不十分な場合があります。体外からの刺激によって脳と脊髄を再接続できる可能性があります。

2018年にはすでに、コートイン氏のチームは電気刺激療法を通じて脊髄損傷患者3人が脚の筋肉の制御を取り戻し、歩行能力を改善するのを支援した。

この研究では、脊髄損傷による重度または完全麻痺の患者 9 名が登録され、EES 治療を受けました。治療中、患者の歩行能力は直ちに回復または改善し、5か月間のEES治療とリハビリテーション後には運動能力がさらに改善しました。

ビデオ |この研究で電気刺激療法を受けた慢性脊髄損傷患者 9 名は歩行能力を取り戻しました。

さらに進んで、Courtine et al.電気刺激によって1つまたは複数の特定のニューロンを回復できるかどうか、またこれらのニューロンが麻痺した人が再び歩けるようになるために不可欠であるかどうかを調査しようとしている。

この目的のために、Courtine et al.人間のEES神経リハビリテーションの主要な特徴を再現するマウスモデルを確立しました。さらに、研究者らはマウスの脊髄内のさまざまなニューロンの遺伝子発現の単一細胞アトラスを構築した。

このモデルを分子プロファイリングと組み合わせることで、研究者らは、脊髄損傷後の歩行能力の回復には重要であるが、脊髄損傷のない人の歩行能力には必須ではない特定のクラスの興奮性ニューロンを特定した。

しかし、研究チームは、脳や脊髄の他のニューロンも歩行能力の回復を促進する可能性があると指摘しており、さらなる研究が必要だという。

同時に発表された解説記事の中で、ソーク生物学研究所分子神経生物学研究室のエイマン・アジム准教授と博士研究員のキー・ウイ・ファン氏は、今回の発見はEESのリハビリメカニズムの理解を深めるのに役立つ可能性があるが、脊髄がどのように再編成されるかというプロセス全体はまだ研究されていないとコメントした。

さらに、困難はあるものの、強化された神経リハビリテーション法の開発と、神経系内の特定の細胞タイプにアクセスするためのツールの急速な増加により、脊髄損傷に対する標的型回路ベースの治療の見通しはより有望になっていると研究者らは述べている。

クイーンズランド大学生物医学学部の神経学者、マーク・ルイテンバーグ准教授は、麻痺のある人にとって歩行は通常優先事項ではなく、排尿、排便、性機能の喪失が生活の質に大きな影響を与えると述べた。 「これらの機能もこの技術で改善できるかどうかは非常に興味深いでしょう」。

脊髄損傷を過小評価してはならない

脊髄損傷は、椎骨、靭帯、椎間板、または脊髄自体の損傷によって引き起こされることがあります。

外傷性脊髄損傷は、交通事故、衝突、転倒、スポーツ傷害、地震や鉱山事故などの災害など、脊椎に突然の激しい衝撃が加わり、1つまたは複数の椎骨が骨折、ずれ、圧潰または圧迫されることによって引き起こされることがあります。一方、非外傷性脊髄損傷は、関節炎、癌、炎症、感染症、または椎間板変性によって引き起こされる可能性があります。

脊髄損傷の患者は、運動能力を失うだけでなく、排便や排尿のコントロールを失い、感覚（熱さ、冷たさ、触覚を含む）の喪失または変化、過剰な反射活動またはけいれん、脊髄神経線維の損傷によって引き起こされる痛みまたは激しいうずきを経験します。

脊髄損傷によって麻痺が生じると、不幸にも日常生活を送ることが困難になり、家族に大きな負担がかかります。メイヨークリニックによると、米国における脊髄損傷の最も一般的な原因は次のとおりです。自動車事故: 自動車事故とオートバイ事故は脊髄損傷の主な原因であり、毎年新たに発生する脊髄損傷症例のほぼ半数を占めています。

転倒: 65 歳以降に起こる脊髄損傷は、通常、転倒が原因です。

暴力: 脊髄損傷の約 12% は暴力行為によって引き起こされます。

スポーツやレジャー活動による傷害：衝撃のかかるスポーツや浅瀬での飛び込みなどのスポーツ活動による傷害が約 10% を占めています。

病気: 癌、関節炎、骨粗しょう症、脊髄の炎症も脊髄損傷を引き起こす可能性があります。したがって、安全運転、転倒防止、運動前の保護対策を行うことで、脊髄損傷のリスクを軽減できます。

学者の皆さん、脊髄を守ってください〜

参考文献:

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05385-7

https://www.nature.com/articles/d41586-022-02234-5

https://www.nature.com/articles/d41586-022-03605-8

https://www.nature.com/articles/s41593-018-0262-6

https://en.wikipedia.org/wiki/Spinal_cord

https://www.mayoclinic.org/zh-hans/diseases-conditions/spinal-cord-injury/symptoms-causes/syc-20377890