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全身麻酔薬が生体脊髄細胞のシナプスレベルでNMDA受容体に及ぼす影響

Research Project

Project/Area Number 21K08984
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 55050:Anesthesiology-related
Research InstitutionKumamoto Health Science University

Principal Investigator

野中 喜久  熊本保健科学大学, 保健科学部, 准教授 (70259745)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
KeywordsNMDA受容体 / 全身麻酔薬 / キセノン / シナプス
Outline of Research at the Start

興奮性シナプス伝達に関与するシナプス内グルタミン酸受容体には3種のAMPA, KA, NMDAサブタイプ受容体が存在する。いずれのサブタイプも痛覚伝導に関与するが、中心的役割を担うのはNMDA受容体で、これまでの全身麻酔薬の研究はAMPA/KA受容体のみをターゲットに遂行されてきた。これはAMPA/KA受容体が活性化された後にNMDA受容体が遅れて賦活され、そのNMDA受容体応答のみを分離記録するのが困難なためであった。最近、我々は実験手法を改良し、NMDA受容体応答のみを記録することに成功した。よって本研究ではNMDA受容体応答に対する全身ガス麻酔薬のキセノンや笑気の効果を調べ、これら麻酔薬による鎮痛作用発現機序を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

ガス麻酔薬のキセノン(Xe)は、他の静脈麻酔薬や揮発性麻酔薬よりも麻酔作用の速い導入と覚醒が特徴で、しかも他の全身麻酔薬の使用がためらわれる高齢者や妊婦などに対して副作用の少ない理想的な麻酔薬である。興奮性グルタミン酸(Glu)のシナプス伝達において、XeがGlu受容体のサブタイプAMPA/KAにいかなる影響を及ぼすかについては論文で既に発表している(Nonaka et al. J Physiol. 2019)。もう1種類のGlu受容体サブタイプであるNMDA受容体は鎮痛作用の伝達やシナプスの可塑性に関与するとされているが、その受容体電流が小さく記録技術の困難さから、今日まで詳細な検討は行われていなかった。
本研究では痛み(内臓痛覚)を上位中枢へ伝導する求心性第2次知覚神経細胞である脊髄背側交連核(SDCN)神経細胞のシナプス・ブートン標本を用い、NMDA受容体を介する自発性と活動電位依存性の興奮性シナプス後電流(s/eEPSCNMDA)のkinetics解析と、これを指標にしてXeの麻酔作用発現機序について検討した。その結果、XeはGlu遊離をシナプス前神経終末部で強く抑制するが、後膜の受容体の親和性には影響を与えなかった。先行研究のGABA系の結果も含めるとXeのシナプス伝達抑制機序はGABA系への抑制がGlu系に比較して弱いためと考えられる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

実験は概ね終了しているが、論文作成に時間がかかっている。

Strategy for Future Research Activity

論文投稿中であるが、リバイスに苦戦しており、追加実験等が必要かもしれない。急いで対応したい。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (2 results)

All 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results)

  • [Journal Article] Protein Kinase A Is Responsible for the Presynaptic Inhibition of Glycinergic and Glutamatergic Transmissions by Xenon in Rat Spinal Cord and Hippocampal CA3 Neurons2023

    • Author(s)
      Jang Il-Sung、Nakamura Michiko、Nonaka Kiku、Noda Mami、Kotani Naoki、Katsurabayashi Shutaro、Nagami Hideaki、Akaike Norio
    • Journal Title

      Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics

      Volume: 386 Issue: 3 Pages: 331-343

    • DOI

      10.1124/jpet.123.001599

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Depression of Synaptic N-methyl-D-Aspartate Responses by Xenon and Nitrous Oxide2022

    • Author(s)
      Kotani Naoki、Jang Il-Sung、Nakamura Michiko、Nonaka Kiku、Nagami Hideaki、Akaike Norio
    • Journal Title

      Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics

      Volume: 384 Issue: 1 Pages: 187-196

    • DOI

      10.1124/jpet.122.001346

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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