2017 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation of molecular mechanism underly increased cAMP production by molecular hydrogen
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16K15315
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| Research Institution | Chiba University |
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Principal Investigator |
松本 明郎 千葉大学, 大学院医学研究院, 准教授 (60437308)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 分子状水素 / cAMP / 交感神経受容体 / β受容体 / GPCR |
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| Outline of Annual Research Achievements |
様々な病態に対する分子状水素(H2)の有効性を示唆する科学的な報告が行われてきたが、分子レベルでの作用機序は明らかになっていない。申請者は、先行研究の成果からH2が交感神経β受容体シグナルを増強するとの仮説を得て、本研究課題を開始した。細胞内cAMP濃度を受容体シグナルの評価に用いるため、初年度に細胞内cAMP濃度を継続して測定する系を培養細胞で樹立した。この系を用い、H2自体は受容体刺激作用を示さないが、受容体シグナルの増強作用（cAMP濃度上昇作用）を有することが見出された。本年度は、交感神経β受容体以外のGタンパク質共役型受容体（カルシトニン受容体、バソプレシン受容体）に対してもH2が同様の作用を示すかについてLLC-PK1細胞でcAMP測定系を樹立し、検討した。培養液中に共存させたH2は、CGRP, Calcitonin, Arginine Vasopressinによる細胞内cAMP濃度上昇を効率化させた。H2の作用は、Adenylate Cyclase, Phosphodiesteraseに対するものではなく、受容体（主にGタンパク質共役型受容体）刺激を効率化させものであると考えられた。本年度は、動物個体で分子状水素の作用を定量的に捉えるために、低酸素換気終了後に認められる心拍数の増大が指標となることも見出した。分子状水素を吸入させることにより心拍数の回復が早まることをマウス（麻酔下）を用いて示した。
これらの成果は、従来報告されてきた分子状水素による蘇生効率の改善効果を裏付けるものであり、主にGPCRなどの受容体刺激を効率化させることが分子レベルでの作用機序であることを強く示唆するものである。しかし、これらの分子状水素の効果は、既存の受容体刺激薬等と比較すると極めて弱い作用を示すに過ぎないことも明らかになった。また、これらのH2による効果は、一定の濃度範囲においてのみ認められることから、濃度管理を厳密に実施することがH2の作用を享受するためには極めて重要であることも示された。
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