アナパイレキシア(能動的な低体温）における熱産生抑制機構

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K08583
• Research Institution: National Institutes of Biomedical Innovation, Health and Nutrition
• Principal Investigator: 大坂 寿雅 国立研究開発法人医薬基盤・健康・栄養研究所, 国立健康・栄養研究所 栄養・代謝研究部, 研究員 (30152101)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: プロスタグランジンE2 / 発熱 / 終板器官周囲部 / ラット / 酸素消費率

Outline of Annual Research Achievements

アナパイレキシア(anapyrexia)とは熱放散促進と熱産生抑制とにより能動的に体温が低いレベルに調節される生理反応であり、能動的体温上昇である発熱とは正反対の現象である。本研究ではアナパイレキシアに関わる神経機構を同定することを目的とし、特に熱産生抑制機構に注目して、発熱機構および正常体温調節機構との相互関係の解明をめざしている。
視床下部の視索前野にプロスタグランジンE2(PGE2)が放出されることが発熱機構において最も重要なステップであるとされている。視索前野の中でPGE2に最も感度が高い部位は終板器官周囲部である。ラットをウレタン・クロラロースで麻酔し、終板器官周囲部にガラスピペットを用いてPGE2を420fmol注入した。これによりベースラインの熱産生率に比べて1.5倍以上の大きさの熱産生反応が誘起された部位においてPGE2受容体サブタイプ（EP1, EP2, EP3, EP4）に関する下記の実験を行った。
終板器官周囲部のPGE2感受性部位にEP4受容体作動薬であるrivenprostを投与すると有意な熱産生反応が誘起され、EP4受容体拮抗薬であるONO-AE3-208をPGE2投与の5分前に投与しておくと、その後のPGE2による熱産生反応の大きさは減弱した。EP3受容体作動薬であるsulprostoneを投与しても熱産生反応が起きた。EP1およびEP2受容体拮抗薬であるAH6809を前投与した場合ではPGE2による反応に影響しなかった。これらの結果からはEP4とEP3受容体の関与が考えられるが、薬物の生理食塩水への溶解度の違い、特異性に関する検証を行っていないこと、また投与量にも違いがあるため、他の拮抗薬や作動薬等の実験を行った上でないと結論は出せない。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本研究で行っているような終板器官周囲部に先端径20ミクロン程度の大きさの三連ガラスピペットを用いてフェムトモルレベルのPGE2やその受容体拮抗薬をピコモルレベルで同一部位に投与した実験はこれまで報告されておらず、投与する物質、量とタイミングを決めるのに手間取っている。EP3受容体拮抗薬として知られるL-789106は水溶性がきわめて低く、DMSOを用いて溶解した後に生理食塩水で希釈して投与する報告があるが、希釈度が高ければ再結晶が生じ、DMSOの最終濃度が高い場合には溶媒自体がPGE2反応を阻害することが判明し、適切な投与法に苦慮している。また、EP1およびEP2受容体拮抗薬であるAH6809も溶解度が0.1mM程度と低く、現在までに得られている結果がfalse negativeの恐れがあり、他の拮抗薬や作動薬の作用を調べる必要がある。

Strategy for Future Research Activity

EP1,EP2受容体に非特異的に拮抗するAH6809の投与量を増やして前投与したときのPGE2反応を調べる。別のEP1受容体拮抗薬であるONO-8130やEP1受容体作動薬であるiloprost注入による熱産生率への影響を明らかにする。EP3受容体拮抗薬であるL-798106の溶解法をこれまでとは異なる処方を試すとともに、別のEP3受容体拮抗薬であるL-826266の作用も調べる。

Causes of Carryover

PGE2の受容体サブタイプに特異的な作動薬や拮抗薬の選定や溶解法の決定に手間取っているので、適切な薬物を購入する費用として次年度に繰り越すこととしたため。