極微小バイオセンサーによる脳内glutamate放出モニタリングの確立

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06557038
• Research Institution: University of the Air
• Principal Investigator: 鬼頭 昭三 放送大学, 教養学部, 教授 (00010140)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 仙波 純一 放送大学, 教養学部, 助教授 (30183429)
• Keywords: glutamate / 白金黒sensor / 過酸化水素 / sensor output / アスコルビン酸 / Ptチューブ / glutamine oxidase / glutamate

Research Abstract

当初の研究計画に基づいて、白金黒を用いたglutamate sensorを試作し、備品として購入したBAS100B/Wワークステーション、および電流測定の感度を上げるためのローカレントモジュールを用いて、試作したsensorについて生体外で基礎データを検討し、sensor outputとglutamateの濃度との間の直線的な検量線が得られるよう実験を繰り返してきた。そして白金黒sensorにより発生した過酸化水素を電気化学的に酸化反応させ、酸化電流としてモニターすることによる実験の結果、生体外でsensor output glutamate濃度との間に直線的検量線を獲得した。
in vivoの実験については電気化学的に脳組織の細胞外に存在するアスコルビン酸の干渉が強いので電気化学的にこれを除去する方法を検討した。Os/HRP電極の前にPtチューブを挿入し、その長さにより、電気化学的にアスコルビン酸を酸化して除去できることがわかった。これらの結果から、Ptチューブによりin vivoでreal timeでglutamateを測定することが可能である見込みがついた。
次の段階で、in vivoではin vitvoの場合と異なって、グルタミン酸とcontaminateしているグルタミンを除去することは困難であるため、使用するglutamate oxidaseがグルタミン酸に対して高度に特異的であることが必要であることがわかった。現在使用しているヤマサ醤油(株)製のglutamate oxidaseでは、この特異性が充分でないため、グルタミン酸とグルタミンを同時に測定することになった。そこで、グルタミン酸に高度に特異的な酵素について、その精製を行っている。その精製の完成により、当初の研究目的を最終的に達成できることになる。

Research Products

• [Publications] 新郷明子: "ゲルシフトアッセイからみたエストロゲンとニコチンのクロストーク" 医学と生物学. 134/1. 3-7 (1997)
• [Publications] Semba,J.: "Nicotine protects against the dexamrthasone potentiation of kainic acld-induced neurotoxicity in cultured hippocampal neurons." Brain Research. 735. 335-338 (1996)
• [Publications] Semba,J.: "Differential expression of c-fos mRNA in rat prefrontal cortex,striatum,N.accumbens and lateral septum after typical and atypical antipsychotics : an in situ hybridization study." Neurochemistry International. 29/4. 435-442 (1996)
• [Publications] 新郷明子: "カイニン酸傷害脳に対するestrogenの影響" 神経化学. 35/6. 510-511 (1996)
• [Publications] 新郷明子: "エストロゲンと脳可塑性に関する研究" 医学と生物学. 133/5. 189-193 (1996)
• [Publications] 新郷明子: "カイニン酸とAP-1 DNA結合活性-その時間的推移-" 医学と生物学. 133/5. 195-199 (1996)
• [Publications] Semba,J.: "Characterization of extracellular amino acids in striatum of freely moving rats by in vivo microdialysis." Journal of Neural Transmission. 100. 39-52 (1995)
• [Publications] Semba,J.: "Different expression of c-fos mRNA in rat striatum,N.accumbens and prefrontal cortex after haloperidol,sulpiride and clozapine : an in situ hybridization study." Japanese Journal of Pharmacology. 67. 143 (1995)
• [Publications] Kito,S.: "Effects of estrogen on cultured limbic neurons." Japanese Journal of Pharmacology. 67. 157 (1995)
• [Publications] Semba,J.: "N^G-monomethyl-_L-arginine,alnhibitor of nitric oxide synthase,increases extracellular GABA in the striatum of the freely moving rat." Neuro Repo t. 6. 1426-1428 (1995)
• [Publications] Semba,J.: "Behavioural and neurochemlcai effect of OPC-14597,a novel antipsychotic drug,on dopaminergic mechanisms in rat brain." Neuropharmacology. 34. 785-791 (1995)
• [Publications] Semba,J.: "Effect of systemic dexamethasone on extracellular amino acids(glutamate,aspartate,glycine and GABA) and acetylcholine release in rat hippocampus in vivo microdialysis." Functional Neurology. 10. 17-21 (1995)