2017 Fiscal Year Annual Research Report
Effects of general anesthetics on the regulatory mechanisms of neuronal development in the critical period
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15H04970
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| Research Institution | National Defense Medical College |
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Principal Investigator |
佐藤 泰司 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究施設、病院並びに防衛, 薬理学, 准教授 (10505267)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
後藤 典子 金沢大学, がん進展制御研究所, 教授 (10251448)
福田 敦夫 浜松医科大学, 医学部, 教授 (50254272)
遠藤 昌吾 地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究部長 (60192514)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 全身麻酔薬 / 発達期 / 神経毒性 / ERK / セボフルラン / 自閉症 / 臨界期 / マウス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
発達期のマウスに全身麻酔薬を投与すると成長後に自閉症様行動を示すことは以前から報告されているが、その原因はよく解っていなかった。本研究において我々が注目したのは「臨界期」と呼ばれる時期における細胞外情報制御キナーゼ2(ERK2)の神経回路構築に対する役割である。臨界期とはヒトを含めた脳の発達過程において、環境からの刺激や経験、学習に対して神経システムが敏感で変化し易い時期のことであり、例えばヒトの言語の臨界期においては言語を覚える力が強く、一度覚えると一生に渡って忘れることは無い。また、臨界期に視覚信号が遮断されると視覚野の神経の正常な発達が妨げられ、将来に渡って視覚機能に大きな異常が残る。臨界期開始前では神経回路は外部からの刺激に依存しない、遺伝的な要因や自発的な神経活動を基にしたプログラムによって形成される。その後臨界期に入り環境からの刺激が入ってくるとその刺激に応じて神経回路が再構成され、精巧な回路へと発達すると考えられている。本研究において我々は、臨界期のマウスにおいてERKを中心とした細胞内情報伝達経路が乱れると、将来的に自閉症様行動を始めとする脳機能異常が発症するということを見出した。つまり、生後6日目のマウスにERK阻害剤を投与すると脳に変性細胞が大きく増加するとともに、成長後に自閉症様行動を示すことを見出した。注目すべきことに、臨界期がほぼ終わったと考えられる生後14目にERK阻害剤を投与しても、変性細胞の増加は起こらなかった。これらの結果は神経系が臨界期特異的に、ERK阻害に対して敏感になっていることを示している。さらに臨界期のマウスに全身麻酔薬を投与するとERKの活性化が大きく阻害されることを見出した。これらの結果より、幼児期の吸入麻酔薬曝露が将来的に自閉症発症の原因となるメカニズムにERK経路の抑制が関与していることを明らかにした。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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