2017 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of the mechanism of action of volatile anesthetics by visualization of membrane microdomains and receptors
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15K10514
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| Research Institution | Kagawa University |
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Principal Investigator |
小野 純一郎 香川大学, 医学部, 助教 (90363217)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
樺山 一哉 大阪大学, 理学研究科, 准教授 (00399974)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 麻酔科学 / 揮発性麻酔薬 / 麻酔メカニズム / マイクロドメイン / ライブセルイメージング / FRAP / TIRF / マイクロ流体デバイス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は揮発性麻酔薬の作用機序解明の研究である．揮発性麻酔薬は神経シグナル伝達を修飾することで麻酔作用を発揮すると考えられているが，詳細なメカニズムは不明なままである．これまでの報告では、人工膜を用いた実験系によって膜脂質あるいは個々の受容体タンパク質の機能解析が行われてきたが，本研究は細胞膜脂質と受容体タンパク質を1つの機能コンプレックスとして捉える「脂質マイクロドメイン（以下マイクロドメイン）」という概念にスポットを当てたものである．マイクロドメインは高密度のコレステロールとスフィンゴ脂質、受容体タンパク質を内包していることから，近年では細胞外から細胞内へのシグナル伝達において重要な役割を持つことが示唆されている．こうした事実から，マイクロドメインが揮発性麻酔薬の作用機序に関係しているのではないかと仮説を立てた．
具体的な研究手法として，生きた細胞膜のマイクロドメイン成分，非マイクロドメイン成分を蛍光色素で標識し，麻酔薬を作用させたときの蛍光色素の動態変化を解析した（＝ライブセルイメージング）．この手法を用いることで，より臨床像に近い麻酔作用を視覚可でき，且つ動態解析によって数値化が可能になると考えた．これまでライブセルイメージングを用いて揮発性麻酔薬の作用機序を調べた報告は見当たらない．ライブセルイメージングには幾つかの手法があり，本課題では多分子観察の目的でFRAP（Fluorescence Recovery after Photobleaching）を用い，一分子観察の目的でTIRF（Total Internal Reflection Fluorescence）を用いた．また，麻酔薬投与のon/offによる蛍光標識の動態変化を，１個の生細胞で継続的に観察する目的で，マイクロ流路デバイスを用いた実験も行った．
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