脳機能における生体必須微量金属の役割

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07672369
• Research Category: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• Research Institution: University of Shizuoka
• Principal Investigator: 武田 厚司 静岡県立大学, 薬学部, 講師 (90145714)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡田 昌二 静岡県立大学, 薬学部, 教授 (40046256)
• Keywords: 脳機能 / 生体必須微量金属 / 亜鉛 / マンガン / 線条体・黒質経路 / 軸索輸送 / メタロチオネイン / 嗅覚

Research Abstract

必須微量金属の脳内動態を明らかにすることによって脳機能における金属の役割を解明することを目的とし、以下の検討を行った。
(1)亜鉛(Zn)及びマンガン(Mn)の脳内局所における移行経路 in vivoマイクロダイアリシス法を利用して、ラットの線条体に^<65>ZnCl_2溶液を投与し、脳のオートラジオグラフィー(ARG)を行った。その結果、時間の経過と共に^<65>Znは線条体-黒質系神経路の内側前脳束に集積し、その後徐々に黒質にも集積した。さらに、軸索輸送阻害物質を前投与したARGでは黒質における^<65>Znの集積が著しく低下したことから、Znは軸索輸送により脳内を移行することが示唆され、線条体-黒質系ニューロンがZnニューロンである可能性が考えられる。一方、^<54>MnCl_2溶液をラットの線条体に投与して脳のARGを行った結果、^<54>Mnも徐々に黒質に移行し、軸索輸送阻害物質の共存によって黒質へのトレーサーの集積が低下したことから、Mnも軸索輸送されることが示唆された。
(2)脳におけるメタロチオネイン(MT)の誘導合成 ラットの線条体にZnSO_4あるいはCdCl_2を投与し、3日後の脳内各部位におけるMT誘導合成量を測定した。その結果、MTは投与部位の線条体では誘導合成されたが、その他の部位では有意には誘導合成されなかった。MTはこれら金属の皮下投与では末梢組織、特に肝臓で顕著に誘導合成されるが、脳内でのMT誘導合成機序は末梢とは異なる可能性が示唆された。
(3)脳機能診断の一指標としての臭覚機能判定法の確立 これまでに、黒質-線条体系ドパミンニューロンを変性させたラットの嗅覚中枢では^<65>Znが高く集積する傾向にあることを見いだした。そこで、嗅覚機能とZnとの関連性を検討するために、ラットを用いた嗅覚機能の判定試験法を確立した。

Research Products

• [Publications] Atsushi Takeda,et al.: "Biological half-lives of Zinc and manganese in rat brain" Brain RES.659. 53-58 (1995)
• [Publications] 武田厚司,他: "ラットの線条体に亜鉛及びマンガンを投与した場合の脳内動態" Biomed.Res.Trace Elements. 6. 157-158 (1995)
• [Publications] Atsushi Takeda,et al.: "Brain uptaka of the trace metals,Zinc and manganese,in rats" Jpn.J.Toxicol.Environ.Health(衛生化学). 41. P.49 (1995)
• [Publications] Jinko Sawashita,et al.: "Brain distribation of Zinc and manganese and their biological half-lives in rat" Jpn.J.Toxicol.Environ,Health(衛生化学). 42. P.19 (1996)
• [Publications] 澤下仁子,他: "亜鉛及びマンガンのラット脳内動態" 第7回金属の関与する生体関連反応シンポジウム(浜松)要旨集. 118-119 (1995)
• [Publications] 澤下仁子,他: "ラットにおける亜鉛とマンガンの脳内分布及び脳内生物学的半減期" 第21回環境トキシコロジーシンポジウム(大阪)要旨集. 63-64 (1995)