Preventing brain edema involved with astrocyte expansion due to its potassium intake

• Project/Area Number: 17K11583
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Emergency medicine
• Research Institution: Nagoya City University
• Principal Investigator: Eisuke Kako 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 講師 (70464576)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 祖父江 和哉 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (90264738)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2017: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: アストロサイト / 脳浮腫 / カリウム / 細胞外カリウム / カリウムチャネル / Na-K-ATPポンプ / カリウム制御 / 脳圧管理

Outline of Final Research Achievements

We have investigated potassium ion inflow to astrocytes from extracellular fluid that enhanced by higher level of extracellular potassium ion concentration.
The change in intracellular potassium ion level was associated with increasing volume of astrocyte size that enhanced by Na-K pump stimulation with adenosine triphosphate.
These finding is considered to develop a new treatment for brain edema.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

脳出血や脳梗塞といった脳卒中では脳が腫脹することによって症状が悪化し、生涯にわたって麻痺など重篤な障害を来す。しかしこの脳の腫脹のメカニズムはほとんどわかっていない。本研究でアストロサイト（脳の中で最も多くの容積をしめる細胞）による周囲のカリウム吸収機構がアストロサイト自身の細胞膨化に寄与していることが示唆され、カリウム吸収を促進するメカニズムの一端も明らかとなった。これらの成果は脳浮腫に対する新しい治療法の開発につながる可能性がある。