Regulation of Oxidative Stress and Glutamate via xCT in Cognitive and Psychiatric Disorders after Intensive Care

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K18296
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 55050:Anesthesiology-related
• Research Institution: Tottori University
• Principal Investigator: KITAGAWA YOSHINORI 鳥取大学, 医学部附属病院, 助教 (40595154)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 敗血症 / 認知・精神障害 / xc-系 / xCT / グルタミン酸 / 酸化ストレス

Outline of Final Research Achievements

Post-intensive Care Syndrome (PICS) is a syndrome of psychiatric disorders, cognitive dysfunction, and physical disability that occurs in critically ill patients during intensive care unit stay and after discharge. In this study, I focused on the xc-system, which is involved in the extracellular transport of glutamate, and its specific component, Cystine/Glutamate transporter (xCT).
A mouse model of sepsis was created by injection of lipopolysaccharide. the LPS group showed short-term memory impairment and decreased spontaneity, indicating that microglia in the hippocampus were activated, xCT expression was increased, and glutamate release in the brain was increased. These symptoms were alleviated by xCT inhibition.

Free Research Field

麻酔・集中治療医学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

PICSの機序に関する分子生物学的な解明は始まったばかりであり，分子生物学的な機序の解明は不十分であった。そのような背景のなか，本研究はミクログリアにおけるxc-系/xCTを阻害することによって細胞外へのグルタミン酸放出を抑制する結果，敗血症後の認知・精神障害を軽減することを初めて明らかにした。
世界では年間約2700万人に敗血症が発生しており，そのうち約800万人が死亡していると推定されている。近年，敗血症の救命率は上昇しているが，救命後の認知機能の低下などの後遺症は大きな問題となっており，本研究の成果は集中治療後の全般的な認知機能の低下に関する解決の糸口となりうるものである。