2021 Fiscal Year Research-status Report
膜受容体の流動性とシグナル伝達の関係性から見た揮発性麻酔薬作用機序の解明
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19K09373
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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, 協力研究員 (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)
坂内 博子 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (40332340)
鈴木 辰吾 香川大学, 医学部, 准教授 (50451430)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 揮発性麻酔薬 / 膜受容体 / 流動性 / シグナル伝達 / 麻酔メカニズム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、細胞膜上の受容体の流動性とシグナル伝達の関係性を探ることによって、麻酔メカニズムの解明を試みるものである。
2019年度はGABAA受容体γサブユニットの強制発現細胞株の樹立を目指したが（担当；小野、鈴木、樺山）、導入効率や蛍光発現量の不安定性の問題解決が困難で、この研究は縮小とした。
2020年度（令和2年度）は、安定細胞株の代替手段として生細胞のネイティブなGABAA受容体を用いて実験を進めた（担当；坂内、小野）。具体的には、マウス大脳皮質の神経細胞を培養して、イソフルランを作用させた時のポストシナプスにおけるGABAA受容体の側方拡散を「量子ドットによる単一粒子追跡法」を用いてライブセルイメージングで観察した。量子ドットとは、直径約１５～２５nmの半導体素材からなるナノ結晶であり，生命科学の分野では蛍光プローブとして用いる。実験結果から、イソフルランを作用させるとGABAA受容体の拡散係数は一旦増大の後、低下することが分かった。一方、免疫細胞化学による分析ではGABAA受容体の局在自体がシナプスに少ないことが分かった。（日仏生物学会第194回例会、第44回日本神経科学大会にて学会発表）
2021年度は前年度に得られた知見を更に追及するために、GABAA受容体のみならず、AMPA型グルタミン酸受容体の動態も量子ドットを用いて調べた。その結果、GABAA受容体と同様に拡散係数の増大が生じた後、減弱に転じるという傾向がみられた。また、膜受容体の側方拡散に影響を与える因子として細胞骨格に着目して、麻酔作用下におけるβアクチンの変化を調べている。
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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
早稲田大学との共同研究である、「量子ドットによる単一粒子追跡法」を用いたライブセルイメージング法によるGABAA受容体/AMPA受容体の動態解析がおおむね順調に進んでいるため、現在はこの研究をメインに推し進めている。一方、大阪大学との共同研究である「麻酔薬の細胞への糖取り込みに対する影響の解析」については、新型コロナ蔓延の影響で国内移動に支障をきたしていること、本課題のメインテーマではないことから、研究活動を縮小している。申請者は普段は患者と接する臨床医として従事しているため、どうしても感染リスクを伴う東京・大阪への移動を制限せざるを得ず、研究の進捗状況に影響が出ている。今後も感染状況や他研究の進展とのバランスを見ながら進めていく所存である。
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| Strategy for Future Research Activity |
量子ドットによる単一粒子追跡法を用いて、麻酔作用下にあるネイティブな各種膜受容体の動態解析を進めていきたい。また、既に着手している細胞骨格と膜受容体動態の関係性についても研究を進めていきたい。この点についてこれまでに判明したことは、イソフルラン投与により樹状突起やスパインのβアクチン量が減少した。このことは、細胞骨格の変化が膜受容体の動態に関係している可能性を示唆している。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍により、当初計画していた研究活動が縮小を余儀なくされたため。
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