不完全脊髄損傷者の運動中の神経可塑性の分子マーカー
不完全脊髄損傷の被験者における高強度運動中の神経可塑性の分子マーカー
調査の概要
詳細な説明
タンパク質の脳由来神経栄養因子 (BDNF) は、細胞の生存を促進し、シナプス機能を改善し、ニューロンの形態学的変化を誘発することが知られています。 その結果、BDNF は、神経可塑性と中枢神経系の適応能力と損傷後の回復能力において主要な役割を果たします。 これが起こる分子メカニズムに関係なく (十分に理解されていません)、脊髄損傷後の BDNF の発現を増強すると、動物の機能転帰が改善されることが示されています (1、 2) 動物と人間の両方の文献で、BDNF の産生が健康な集団と慢性疾患または障害のある個人の運動によって増加することが十分に文書化されています。 (3) 文献によると、この増加は運動強度に比例することが示唆されていますが、この効果を最大化するための運動のパラメーターはよくわかっていません。 (2, 4-6) 動物研究から、セロトニン (5HT) が BDNF 発現の増加メカニズムで役割を果たしていると仮定されています (7-9)。抗うつ薬治療 (10) およびモノアミン作動性シグナル伝達が遮断されると反応が鈍くなる (11)。 人口の約 30% に見られる BDNF 遺伝子の特定の遺伝的変異も、BDNF の適切な放出における重要な要因として注目されており、運動学習の障害に関連しています。 (12, 13) 初期の証拠は、この多型が運動と BDNF の関係に影響を与える可能性があることも示唆しています。 (14, 15) この研究の目的は、不完全な脊髄損傷を持つ歩行者の激しい運動に対する脳由来神経栄養因子 ([BDNF]) の血清濃度の反応を評価することです。さらに、この [BDNF] の運動誘発性変化に対するセロトニン作動性 (5HT) 伝達を変更する薬剤の効果を調べること。 この目的を達成するために、トレッドミル テスト中に [BDNF] を単独で、または一般的に使用される 2 つの薬と組み合わせて調査します。シュウ酸エスシタロプラム、選択的5HT再取り込み阻害剤(SSRI)およびシプロヘプタジン(CYPRO)、5HTアンタゴニスト。
研究では、BDNF と気分、特にうつ病との関係も示されています。 二次研究は、個人が反復運動やその他の介入に参加する際の気分と、それが神経可塑性の分子マーカーとどのように相関するかを調べる目的で、一次研究と並行して実施されます。 被験者が学習時間の経過とともに進行するにつれて、気分が変化する可能性があり、BDNF と主要な介入との関係に影響を与える可能性があります。
研究の種類
入学 (予想される)
段階
- 適用できない
連絡先と場所
研究場所
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Illinois
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Chicago、Illinois、アメリカ、60611
- Rehabiliation Institute of Chicago
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参加基準
適格基準
就学可能な年齢
健康ボランティアの受け入れ
受講資格のある性別
説明
包含基準:
- -1年以上の運動不完全脊髄損傷(ASIA CまたはD)である必要があり、C1-T10の間に解剖学的病変があります
- 18 歳から 75 歳の間である必要があります
- 通常の歩行と一致する受動的な可動域を備えた歩行可能である必要があり、以下を含む必要があります: 足首の背屈 足首 10° および底屈 30°、膝屈曲 0 ~ 90°、股関節屈曲/伸展 90° ~ -10°。
- -参加するには医学的許可を得て医学的に安定している必要があります。また、以下を含む重度の医学的疾患が併発していない必要があります。下肢の骨化、下肢の末梢神経損傷の既知の病歴、既知の外傷性頭部外傷の病歴、精神疾患、既存の QT 間隔延長の病歴、先天性 QT 延長症候群、および肺合併症の病歴。 /または拘束性肺疾患
- 同時に理学療法を受けている可能性があります
- 出産の可能性がある(女性の場合)
- 男性と女性は、提案された研究への参加のために、全国および地域のSCIの男女格差の平均と一致する割合で募集されます(男性80%、女性20%)
- さまざまな民族の個人は、国や地域の民族率と同様の率で採用されます。 2005 年以降の現在のデータは、SCI の全人口のうち、66.1% が白人、27.1% がアフリカ系アメリカ人、6.6% がヒスパニック系、2.0% がアジア人であることを示しています。
除外基準:
- 300ポンド以上の重さ
- 人工呼吸器依存症
- 頸部または胸部の脊柱を安定させるための実質的な整形外科用装具の使用
- 起立性を維持せずに 10 分間立っていることに耐えられない (血圧が収縮期で 20 mmHg、拡張期で 10 mmHg 低下)。
- 妊娠中または妊娠を検討している女性は、移動中に使用するために必要な体幹と骨盤の拘束、および発育中の胎児に対する薬理学的薬剤の未知の影響のために除外されます
- Personal health Questionaire(PHQ-9)によると、うつ病を示唆する症状を示している
- 貧血と一致するヘモグロビンレベルを示す被験者 (男性で <13g/dL、女性で <12g/dL) は研究から除外されます。
- 現在、特定のモノアミン作動薬、その前駆体またはアゴニスト、抗精神病薬、QT間隔を延長することが知られている薬、またはSSRIとの相互作用が知られている他の薬を含む、処方された抗うつ薬を服用しています。 主治医と患者の両方が評価およびトレーニング期間中にそのようなすべての投薬を中止することに同意しない限り、すべての被験者は参加から除外されます。 SSRIの場合は14日間、チザニジンの場合は72時間のウォッシュアウト期間が利用されます。 被験者は、薬をやめるために必要な医師の診察に経済的に責任を負います。 適切かつ安全な離乳の完了は、患者の医師によって確認されます。
- 現在、処方された鎮痙薬を服用しています。 除外される特定の薬剤には、バクロフェン (Lioresal®) およびベンゾジアゼピン (Diazepam®) が含まれます。 痛みの調節に使用される選択された薬剤は、試験薬剤との潜在的な相互作用を確認するために被験者ごとに評価されます。 主治医と患者の両方が評価およびトレーニング期間中にそのようなすべての投薬を中止することに同意しない限り、すべての被験者は参加から除外されます。 そのようなすべての薬について、最低72時間のウォッシュアウト期間が利用されます。 被験者は、薬をやめるために必要な医師の診察に経済的に責任を負います。 適切かつ安全な離乳の完了は、患者の医師によって確認されます。
- 臨床的に診断された肝臓、腎臓、またはその他の代謝性疾患で、薬物の作用および/またはクリアランスを妨げる可能性がある
研究計画
研究はどのように設計されていますか?
デザインの詳細
- 主な目的:基礎科学
- 割り当て:ランダム化
- 介入モデル:クロスオーバー割り当て
- マスキング:ダブル
武器と介入
参加者グループ / アーム |
介入・治療 |
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アクティブコンパレータ:エスシタロプラムシュウ酸塩
シュウ酸エスシタロプラムの投与量による運動負荷試験
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試験の4.5時間前に10mg
他の名前:
ピーク酸素消費量テストのための変更されたブルース プロトコル
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アクティブコンパレータ:シプロヘプタジン
シプロヘプタジン投与による運動負荷試験
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ピーク酸素消費量テストのための変更されたブルース プロトコル
試験の4.5時間前に8mg
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プラセボコンパレーター:プラセボ
プラセボ用量による運動テスト
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ピーク酸素消費量テストのための変更されたブルース プロトコル
テストの4.5時間前
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この研究は何を測定していますか?
主要な結果の測定
結果測定 |
メジャーの説明 |
時間枠 |
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神経可塑性タンパク質の血清濃度の変化
時間枠:予想される平均 2 時間にわたって、段階的な運動テストの期間中、期間中、および期間後に評価されます。
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段階的なトレッドミル テストでは、失敗する前に被験者が得られる速度ごとに 5 mL の血液が採取されます。
トレッドミルテストの完了直後と、完了後 30 分間まで 10 分ごとに 5 mL の血液も採取されます。
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予想される平均 2 時間にわたって、段階的な運動テストの期間中、期間中、および期間後に評価されます。
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二次結果の測定
結果測定 |
時間枠 |
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地上での最速の歩行速度
時間枠:1 回、ベースライン測定
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1 回、ベースライン測定
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徒歩6分
時間枠:1回のベースライン測定
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1回のベースライン測定
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意志の強さ: 下肢運動スコア
時間枠:1 回限りのベースライン測定
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1 回限りのベースライン測定
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修正アッシュワース尺度
時間枠:1 回のベースライン測定
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1 回のベースライン測定
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痙性の脊髄評価ツール
時間枠:1 回限りのベースライン測定
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1 回限りのベースライン測定
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コミュニティモビリティの尺度
時間枠:下肢に 7 日間装着されたステップ アクティビティ モニター
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下肢に 7 日間装着されたステップ アクティビティ モニター
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股関節/膝/足首の可動域の矢状面キネマティクス
時間枠:各訪問で平均10分間の継続的な評価
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各訪問で平均10分間の継続的な評価
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最大歩行速度
時間枠:各段階的強度のトレッドミル テストの最後に 1 回測定
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各段階的強度のトレッドミル テストの最後に 1 回測定
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酸素消費量
時間枠:各訪問で平均10分間の継続的な評価
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各訪問で平均10分間の継続的な評価
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心拍数
時間枠:各訪問で平均10分間の継続的な評価
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各訪問で平均10分間の継続的な評価
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知覚される運動強度の評価 (ボーグ スケール)
時間枠:各訪問で平均10分間の継続的な評価
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各訪問で平均10分間の継続的な評価
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協力者と研究者
スポンサー
捜査官
- 主任研究者:Thomas G Hornby, PhD, PT、University of Illinois at Chicago, Rehabiliation Institute of Chicago, Northwestern University
出版物と役立つリンク
一般刊行物
- Nibuya M, Morinobu S, Duman RS. Regulation of BDNF and trkB mRNA in rat brain by chronic electroconvulsive seizure and antidepressant drug treatments. J Neurosci. 1995 Nov;15(11):7539-47. doi: 10.1523/JNEUROSCI.15-11-07539.1995.
- Cheeran B, Talelli P, Mori F, Koch G, Suppa A, Edwards M, Houlden H, Bhatia K, Greenwood R, Rothwell JC. A common polymorphism in the brain-derived neurotrophic factor gene (BDNF) modulates human cortical plasticity and the response to rTMS. J Physiol. 2008 Dec 1;586(23):5717-25. doi: 10.1113/jphysiol.2008.159905. Epub 2008 Oct 9.
- Ying Z, Roy RR, Zhong H, Zdunowski S, Edgerton VR, Gomez-Pinilla F. BDNF-exercise interactions in the recovery of symmetrical stepping after a cervical hemisection in rats. Neuroscience. 2008 Sep 9;155(4):1070-8. doi: 10.1016/j.neuroscience.2008.06.057. Epub 2008 Jul 3.
- Ying Z, Roy RR, Edgerton VR, Gomez-Pinilla F. Exercise restores levels of neurotrophins and synaptic plasticity following spinal cord injury. Exp Neurol. 2005 Jun;193(2):411-9. doi: 10.1016/j.expneurol.2005.01.015.
- Knaepen K, Goekint M, Heyman EM, Meeusen R. Neuroplasticity - exercise-induced response of peripheral brain-derived neurotrophic factor: a systematic review of experimental studies in human subjects. Sports Med. 2010 Sep 1;40(9):765-801. doi: 10.2165/11534530-000000000-00000.
- Ferris LT, Williams JS, Shen CL. The effect of acute exercise on serum brain-derived neurotrophic factor levels and cognitive function. Med Sci Sports Exerc. 2007 Apr;39(4):728-34. doi: 10.1249/mss.0b013e31802f04c7.
- Cotman CW, Berchtold NC. Exercise: a behavioral intervention to enhance brain health and plasticity. Trends Neurosci. 2002 Jun;25(6):295-301. doi: 10.1016/s0166-2236(02)02143-4.
- Neeper SA, Gomez-Pinilla F, Choi J, Cotman CW. Physical activity increases mRNA for brain-derived neurotrophic factor and nerve growth factor in rat brain. Brain Res. 1996 Jul 8;726(1-2):49-56.
- Ivy AS, Rodriguez FG, Garcia C, Chen MJ, Russo-Neustadt AA. Noradrenergic and serotonergic blockade inhibits BDNF mRNA activation following exercise and antidepressant. Pharmacol Biochem Behav. 2003 Apr;75(1):81-8. doi: 10.1016/s0091-3057(03)00044-3.
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- Russo-Neustadt A, Beard RC, Cotman CW. Exercise, antidepressant medications, and enhanced brain derived neurotrophic factor expression. Neuropsychopharmacology. 1999 Nov;21(5):679-82. doi: 10.1016/S0893-133X(99)00059-7.
- Garcia C, Chen MJ, Garza AA, Cotman CW, Russo-Neustadt A. The influence of specific noradrenergic and serotonergic lesions on the expression of hippocampal brain-derived neurotrophic factor transcripts following voluntary physical activity. Neuroscience. 2003;119(3):721-32. doi: 10.1016/s0306-4522(03)00192-1.
- Pearson-Fuhrhop KM, Cramer SC. Genetic influences on neural plasticity. PM R. 2010 Dec;2(12 Suppl 2):S227-40. doi: 10.1016/j.pmrj.2010.09.011.
- Bryan A, Hutchison KE, Seals DR, Allen DL. A transdisciplinary model integrating genetic, physiological, and psychological correlates of voluntary exercise. Health Psychol. 2007 Jan;26(1):30-9. doi: 10.1037/0278-6133.26.1.30.
- Mata J, Thompson RJ, Gotlib IH. BDNF genotype moderates the relation between physical activity and depressive symptoms. Health Psychol. 2010 Mar;29(2):130-3. doi: 10.1037/a0017261.
研究記録日
主要日程の研究
研究開始
一次修了 (実際)
研究の完了 (実際)
試験登録日
最初に提出
QC基準を満たした最初の提出物
最初の投稿 (見積もり)
学習記録の更新
投稿された最後の更新 (見積もり)
QC基準を満たした最後の更新が送信されました
最終確認日
詳しくは
本研究に関する用語
追加の関連 MeSH 用語
その他の研究ID番号
- STU00056144
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脊髄損傷の臨床試験
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