1997 Fiscal Year Annual Research Report

虚血性脳障害に関与する神経回路網とニューロン・グリア相関の機序についての研究

Research Project

Project/Area Number	09680817
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Research Institution	Nagoya City University
Principal Investigator	福田敦夫名古屋市立大学, 医学部, 助教授 (50254272)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	西野仁雄名古屋市立大学, 医学部, 教授 (60073730)
Keywords	細胞内Cl^- / 光学的測定法 / GABA / 細胞内Ca^<2+> / 大脳皮質 / 脳虚血 / NMDA / グリア
Research Abstract	1.fura-2でラベルした日齢7-14のラット大脳皮質スライス錐体細胞からの[Ca^<2+>]_iの光学測定をおこない、スライスを無酸素無グルコース(インビトロ虚血)人工脳脊髄液で灌流したときの[Ca^<2+>]_iの変化を大脳皮質各層で同時記録した。大脳皮質のインビトロ虚血による[Ca^<2+>]_i上昇はII/III層で最も著しく、これにはNMDAレセプターが関与していた。また、無酸素無グルコース状態では本来抑制性のGABA作用がむしろ[Ca^<2+>]_i上昇に作用していることが明らかになった。Cl^-輸送体機能を抑制した神経回路でもGABA作用が抑制から興奮に転じNMDA受容体を介した[Ca^<2+>]_i上昇を誘発することから、脳虚血時にもCl^-濃度勾配の低下により同様の病態が起こっている可能性が示唆された。 2.脳虚血時のCl^-輸送体の機能変化による[Cl^-]_i変化とそれに伴うGABA作用の変化について知る目的で、Cl^-感受性蛍光指示薬のMEQを用いた光学的測定法により、大脳皮質スライス各層の神経細胞から直接的にしかも同時に[Cl^-]_i変化を測定できる方法の開発を行った。スライス中の細胞に還元型のdiH-MEQを負荷すると細胞内でMEQに酸化されるのでその蛍光強度を計ることにより[Cl^-]_iを長時間測定する事ができた。脳スライスを用いた[Cl^-]_iの光学的測定により、無酸素無グルコース状態では大脳皮質神経細胞に[Cl^-]_iの上昇が起こっていることを明らかにした。このことから脳虚血時にE_<cl>の脱分極側へのシフトが起こりGABA作用が抑制から興奮に転じていることが示唆された。これに関与するCl^-輸送体の種類、輸送の向き、それらの機能の発達過程や皮質各層での差異、さらにグリアの[Cl^-]_iホメオスタシスへの関与について現在解析を進めている。 3.新生児低酸素性虚血性脳症モデルを用いたインビボの実験では発達に伴うニューロン脆弱性の変化が明らかとなり、これには血液-脳関門の脆弱性の変化が原因として考えられた。現在、血液-脳関門の脆弱性を内皮細胞-アストロサイトの脆弱性の観点から検討している。 4.ミトコンドリア毒素を用いた化学的虚血の実験では、インビボ投与においてアストロサイトにニューロンよりも高い脆弱性が認められた。現在このメカニズムについて検討中である。

Research Products

(9 results)

All Other

All Publications (9 results)

[Publications] Nishino,H.et al.: "Acute 3-nitropropionic acid intoxication induces striatal astrocytic cell death and dysfunction of the blood-brain barrier : involvement of dopamine toxicity." Neuroscience Research. 27. 343-355 (1997)
[Publications] Hida,H.et al.: "Dopamine-denervation enhances the trophic activity in striatum : evaluation by morphological and electrophysiological development in PC12D cells." Neuroscience Research. 28. 209-221 (1997)
[Publications] Muramatsu, et al.: "Vulnerability to cerebral hypoxic-ischemic insult in neonatal but not in adult rats is in parallel with disruption of the blood-brain barrier." Stroke. 28. 2281-2289 (1997)
[Publications] Fukuda,A.et al.: "NMDA receptor-mediated differential laminar susceptibility to the intracellular Ca^<2+> accumulation induced by oxygen-glucose deprivation in rat neocortical slices." Journal of Neurophysiology. 79. 430-438 (1998)
[Publications] Fukuda,A.et al.: "Changes in intracellular Ca^<2+> induced by GABA_A receptor activation and reduction in Cl^- gradient in neonatal rat neocortex." Journal of Neurophysiology. 79. 439-446 (1998)
[Publications] Shimano,Y.et al.: "Spatio-temporal pattern of dysfunction of te blood-brain barrier in the striatum after systemic intoxication with 3-nitropropionic acid (a mitochondrial toxin)." Journal of Brain Science. (in press).
[Publications] Farkas,I.et al.: "Neuronal C5a recetor and an associated apoptotic signal transduction pathway." Journal of Physiology. (in press).
[Publications] Fukuda,A.et al.: "Astrocytes are more vulnerable than neurons to cellular Ca^<2+> overload induced by a mitochondrial toxin,3-nitropropionic acid." Neuroscience. (in press).
[Publications] Nishino,H.et al.: "Estrogen protects against while testosterone exacerbates vulnerability of the lateral striatal artery to chemical hypoxia by 3-nitropropionic acid." Neuroscience Research. (in press).

1997 Fiscal Year Annual Research Report

虚血性脳障害に関与する神経回路網とニューロン・グリア相関の機序についての研究

Principal Investigator

福田 敦夫 名古屋市立大学, 医学部, 助教授 (50254272)

Research Products

[Publications] Nishino,H.et al.: "Acute 3-nitropropionic acid intoxication induces striatal astrocytic cell death and dysfunction of the blood-brain barrier : involvement of dopamine toxicity." Neuroscience Research. 27. 343-355 (1997)

[Publications] Hida,H.et al.: "Dopamine-denervation enhances the trophic activity in striatum : evaluation by morphological and electrophysiological development in PC12D cells." Neuroscience Research. 28. 209-221 (1997)

[Publications] Muramatsu, et al.: "Vulnerability to cerebral hypoxic-ischemic insult in neonatal but not in adult rats is in parallel with disruption of the blood-brain barrier." Stroke. 28. 2281-2289 (1997)

[Publications] Fukuda,A.et al.: "NMDA receptor-mediated differential laminar susceptibility to the intracellular Ca^<2+> accumulation induced by oxygen-glucose deprivation in rat neocortical slices." Journal of Neurophysiology. 79. 430-438 (1998)

[Publications] Fukuda,A.et al.: "Changes in intracellular Ca^<2+> induced by GABA_A receptor activation and reduction in Cl^- gradient in neonatal rat neocortex." Journal of Neurophysiology. 79. 439-446 (1998)

[Publications] Shimano,Y.et al.: "Spatio-temporal pattern of dysfunction of te blood-brain barrier in the striatum after systemic intoxication with 3-nitropropionic acid (a mitochondrial toxin)." Journal of Brain Science. (in press).

[Publications] Farkas,I.et al.: "Neuronal C5a recetor and an associated apoptotic signal transduction pathway." Journal of Physiology. (in press).

[Publications] Fukuda,A.et al.: "Astrocytes are more vulnerable than neurons to cellular Ca^<2+> overload induced by a mitochondrial toxin,3-nitropropionic acid." Neuroscience. (in press).

[Publications] Nishino,H.et al.: "Estrogen protects against while testosterone exacerbates vulnerability of the lateral striatal artery to chemical hypoxia by 3-nitropropionic acid." Neuroscience Research. (in press).

福田敦夫名古屋市立大学, 医学部, 助教授 (50254272)