2019 Fiscal Year Research-status Report
メラトニン受容体を介したミトコンドリア膜電位制御のメカニズム
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19K09489
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| Research Institution | Nara Medical University |
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Principal Investigator |
中川 一郎 奈良県立医科大学, 医学部, 准教授 (20550825)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 虚血耐性現象 / ミトコンドリア / メラトニン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
虚血耐性現象（ischemic postconditioning；PosC）は、致死的な虚血負荷の後に間欠的な虚血負荷を加えることによって再灌流後に神経保護効果をもたらすとされている。近年メラトニンの投与によってもPosCと同様に虚血負荷に対して神経保護効果をもたらすとの報告があるが、詳細な機序や最適な投与のタイミング、投与量については明らかになっていない。今回我々はメラトニン受容体を介する本現象の機序を解明するために細胞膜やミトコンドリアにおいて、イオンチャンネルの機能をリアルタイムに計測できるパッチクランプ法を用いた電気生理学的な検討を行った。
方法は細胞はC57BLマウスの海馬スライスを作成した。CA1錐体細胞に対してホールセルパッチクランプ法を用いて虚血負荷後のspontaneous EPSC（sEPSC）、evoked EPSCの変化を測定し、7.5分間の虚血負荷後のメラトニンを投与したメラトニン投与群と、コントロール群の間でsEPSCの頻度などについて電気生理学的に計測した。さらに細胞内カルシウム濃度の変化に関してもPosCおよびメラトニン投与の効果について検討を行った。
結果として、虚血負荷によりsEPSCの頻度が増加するのに対し、メラトニン投与群ではコントロール群と比較し、有意にsEPSCの増加は抑制された。さらにPosC群及びメラトニン投与群では細胞内カルシウム増加が抑制された。
今回の検証結果では、メラトニン投与群およびPostC群でsEPSCが抑制され、細胞内カルシウム濃度上昇の抑制を認めていることから、虚血負荷後のメラトニンの投与によりPosC同様の神経保護効果をもたらす可能性が示唆された。今後、ミトコンドリア電位変化の計測およびメラトニン作動薬、阻害薬の効果等について計画書に従って実験を進めていく予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
前回と同様の実験系である細胞内カルシウム濃度の測定がうまく行かず、原因は蛍光ランプの消耗によるものであることが判明した。海外よりランプを取り寄せたがコロナウイルスによる影響で米国企業の対応が遅れてランプの交換に時間を要してしまい実験を中断せざるを得なくなったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの結果からメラトニン投与群およびPostC群でsEPSCが抑制され、細胞内カルシウム濃度上昇の抑制を認めていることから、虚血負荷後のメラトニンの投与によりPosC同様の神経保護効果をもたらす可能性が示唆された。今後は各群におけるミトコンドリア電位変化の計測およびメラトニン作動薬、阻害薬の効果等について計画書に従って実験を進めていく予定である。
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| Causes of Carryover |
H31購入を予定していた動物実験装置（JC－1イメージングシステムについて以前使用していたものがランプ交換によってもうしばらく使用可能であることが判明し、経費を先送りとしました。代わりにパッチクランプ実験ののチェンバーその他の備品の故障に伴う部品交換等に経費を使用しました。
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Research Products
(1 results)
