虚血性神経細胞浮腫、機能障害の予防・治療をめざした脳切片モデル解析の新展開

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12470317
• Research Institution: NIIGATA UNIVERSITY
• Principal Investigator: 藤原 直士 新潟大学, 医学部, 教授 (70181419)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡辺 洋子 新潟大学, 医学部, 助手 (80018853) ; 瀬尾 憲司 新潟大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助教授 (40242440) ; 多賀 紀一郎 新潟大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助教授 (00163329)
• Keywords: 膜電位画像 / 脳切片 / 低酸素・無グルコース / 膨化 / 延髄 / 三叉神経脊髄路尾側亜核 / NMDA受容体 / NK_1受容体

Research Abstract

1 膜電位画像解析について、汎用の画像処理ソフトウエアを用い、脳切片内の膜電位が変化している領域のみを抽出し、組織切片の蛍光画像に重ねあわせて、膜脱分極の範囲を正確に描きだす手法を開発した。
2 脳虚血に対する静脈麻酔薬の保護作用を、脳切片を用いた低酸素・無グルコース負荷によるin vitroの脳虚血モデル実験を応用して解析した。麻酔薬の非存在下に5分聞あるいは10分間の一過性無酸素・無グルコース負荷を行った海馬切片および大脳皮質切片では、負荷20-22時間後に切片の膨化と神経細胞の脱落が観察され、神経細胞機能もほぼ消失した。低酸素・無グルコース負荷時にケタミン,チアミラールが存在すると、5分間負荷では負荷から20-22時間経過した後でも、切片の膨化や細胞の脱落が抑えられ、刺激に対する膜電位応答も観察された、しかし、10分間の無酸素・無グルコース負荷から20-22時間経過した後では、ケタミン、チアミラールの有無に関わらず、切片は膨化し、興奮の伝搬も減弱・消失した。また、NMDA受容体ブロッカーも同様な保護効果を示した。
3 膜電位画像法を用い、顔面・頸部の痛覚伝達に関与する三叉神経脊髄路尾側亜核における神経興奮伝搬の方向とその伝達機構について、延髄切片を用いて検索した。脊髄路への単発電気刺激により、刺激部位から吻側の膠様賀ニューロンの脱分極が観察され、その伝達には非NMDA型グルタミン酸受容体が関与していることが示唆された。また、テタヌス刺激により、膠様質領城およびその深部において数百m秒持続する膜脱分極が生じ、この興奮にはNMDA受容体およびNK1受容体が関与していることが示唆された。延髄切片や脊髄切片における神経細胞機能解析にも膜電位画像手法を適用でき、これら領域の虚血をはじめ種々の病態モデルの研究に応用できることが示された。

Research Products

• [Publications] 藤原 直士: "スナネズミ脳切片における一過性低酸素・無グルコース負荷後の膜興奮伝搬の変化"脳循環代謝. 14・1. 71-72 (2002)
• [Publications] 藤原 直士: "スナネズミ脳切片における一過性無酸素・無グルコース負荷後の膜興奮伝搬に及ぼす麻酔薬の影響"神経麻酔・集中治療. 6(印刷中). (2003)
• [Publications] Kenji Seo: "Male rats require testosterone to develop contralateral digastric muscle activity in response to noxious stimulation of the temporomandibular joint"Neuroscience Letters. 335. 107-110 (2002)