2018 Fiscal Year Research-status Report
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18K08848
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
麻生 知寿 群馬大学, 大学院医学系研究科, 講師 (40436308)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 麻酔薬 / 鎮静薬 / 神経突起 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
発達期の神経系への麻酔薬の毒性に関しては、アポトーシスの増加、ニューロンへの影響、大脳の臨界期への影響があると考えられており、これまでに幼若動物（マウス、ラット、サルなど）で麻酔薬によるニューロンのアポトーシス増加や行動・記憶・学習などの異常が報告されており、主に大脳のニューロンへの影響により起こる事象として研究・解析が進められている。成長期の神経回路の形成には神経突起の伸長が重要な役割を果たす。麻酔薬など外因性の物質が神経回路の形成に及ぼす影響についてはあまり解析されていない。
麻酔薬や鎮痛薬は今後さらに使用頻度が増加すると考えられる。特に乳幼児・小児では手術だけでなく検査や鎮静目的でも使用頻度が増加することが予想され、その長期的な影響について検討しより安全な麻酔薬・鎮痛薬の選択を可能にすることは重要である。麻酔薬の神経系への作用は主に中枢のニューロンでの研究が注目されているが、成長期における神経系の発達、軸索伸張やシナプス形成、神経終末における麻酔薬や鎮痛薬などの影響は検討されていない。本研究の目的は、成長期の神経発達への薬剤の影響を解析することで、成長発達に大きな影響を与えない使用頻度や薬剤の種類やその組み合わせなど、臨床で推奨される麻酔薬や鎮痛薬の使用方法をみつけることである。
第１の研究目的は神経伸長に関わる神経突起に麻酔薬や鎮痛薬の作用部位（受容体など）が存在するかを確認することである。そのために神経培養細胞を使い各種受容体の抗体を用いて免疫染色を行う。また、麻酔薬・鎮痛薬による細胞内シグネル伝達の変化を解析し、実際麻酔薬・鎮痛薬が薬理学的作用を及ぼしているかを確認する。第２の目的はどの麻酔薬・鎮痛薬投与が実際に神経突起の形態学的変化をもたらすかを解析することである。具体的には、培養細胞において神経突起の伸長長、伸長速度、神経成長円錐先端の崩壊頻度を計測する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
培養細胞の神経突起部における各種受容体の発現状態の確認を行った。有精卵を孵卵器で10日間孵化し実体顕微鏡下に脊髄後根神経節を採取し、BPE添加F12培地で20時間共培養を行った。20時間後に観察し細胞体や神経突起の観察を行った。安定的に再現性をもって神経突起の確認が行えるようになっている。
麻酔薬・鎮痛薬が結合すると想定されている受容体が脊髄後根神経節から培養した神経突起に発現しているかどうかの確認を行っている。GABA受容体、グリシン受容体、グルタミン酸受容体、NMDA受容体、オピオイド受容体、カンナビノイド受容体、アセチルコリン受容体の各種抗体を用いて順次免疫染色を行っている。
GABA受容体にはGABAA受容体・GABAB受容体が存在するが、培養神経突起ではGABAA受容体抗体の免疫染色で陽性が確認された。カンナビノイド受容体にはCB1受容体とCB2受容体が存在するが、培養神経突起ではCB1受容体抗体の免疫染色で陽性が確認された。その他の受容体については免疫染色の抗体や条件により結果にばらつきがあり、繰り返し実験中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
受容体発現の確認について、免疫染色用抗体の種類や条件を変更し再施行する。
発現が確認された受容体については、それぞれの作用薬を用いて神経細胞突起の挙動について解析する。用いる予定の薬物は以下の通りである。吸入麻酔薬：セボフルラン・デスフルラン、静脈麻酔薬：プロポフォール・ベンゾジアゼピン・ケタミン、鎮痛薬：オピオイド（モルヒネ、フェンタニル）・カンナビノイド（アナン ダミド、2-アラキドノイルグリセロール）、デクスメテトミジン
記録には、自動焦点補正タイムラップスビデオシステムを用いる。
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| Causes of Carryover |
免疫染色に用いる各種抗体や条件の変更に関わる費用、薬物負荷実験に用いる吸入麻酔薬・静脈麻酔薬・鎮痛薬の購入費用、培養細胞の維持費用、記録システムの維持費用が必要となる。
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