2020 Fiscal Year Research-status Report
放射線治療後の脳機能低下を惹起しうるKCC2分子病態の解析
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19K19170
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
五十嵐 健人 鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 助教 (00822876)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | KCC2 / 初代培養神経細胞 / Fluo-4 / 放射線照射 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
放射線治療はがん治療において有効な治療法の一つである。しかしながら放射線による神経細胞や脳機能の障害について特定のメカニズムが存在するのかどうか詳細に理解されているわけではない。KCC2は抑制性神経伝達物質であるγ-アミノ酪酸（GABA）の応答を調整するK+-Cl-トランスポーターである。KCC2の低下はてんかん、虚血、急性ストレス障害、神経障害性疼痛など様々な病態と関連しているとされ、治療標的として関心が高まっている。本実験計画ではこのKCC2を一端として放射線による神経障害の病態を理解することを目指している。
2020年度は放射線照射したマウスの行動解析を進める予定であったが、キャンパス間の往来を回避するため計画変更して初代培養細胞を用いた解析を進めた。GABAa受容体作動薬であるmuscimolに対する初代培養神経細胞の応答を調べるため、細胞内カルシウムイオン測定試薬であるFluo-4の蛍光強度を解析する実験系を導入した。今後放射線照射した神経細胞において、この応答性に変化が見られるのか解析を進める予定である。また研究室では過去に母子分離ストレス等のストレス負荷がKCC2の発現低下を惹起することを報告している。2019年度に我々はX線照射した初代培養細胞においてKCC2 mRNAの減少を見出しているが、ストレス応答に関わるHPA系など内分泌因子が放射線照射後にも関与しているのか不明である。今後放射線照射後のKCC2発現制御に関わる候補因子の探索および解析を計画する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初放射線照射したマウスの行動解析を進める予定であったが、感染症対策のため、照射装置のあるキャンパスへの入構を控え、培養細胞を用いた解析を進めた。ラット初代神経細胞に対してFluo-4を負荷したのち、GABAa受容体の作動薬であるmuscimolに対する応答を指標としたライブセルイメージにより解析した。培養4日目の細胞ではmuscimolを添加して50秒後には蛍光強度がピークに到達し、その後緩やかに減少した。培養11日目の細胞ではmuscimolを添加して20秒後まで蛍光強度の増加が見られたが、その後減少した。培養11日目の細胞における蛍光強度の増加分は培養4日目の細胞のピークと比べて約28%であった。今後、放射線照射および過酸化水素のストレス処理によって、muscimolに対する応答がどのように変化するか解析を進める予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究室では過去に母子分離ストレスを負荷した仔マウスにおけるKCC2の低下を報告している。2020年度には、隔離飼育ストレスに惹起される病的な攻撃性とその治療に関わる薬物の候補について進めることができている。今後は放射線照射した神経細胞におけるKCC2の発現制御に関わる分子メカニズムおよび心理的ストレス負荷により惹起される分子メカニズムとの間に、共通の因子が介在しているのかどうかについても解析を進めることで、治療薬探索に役立てることができるのではないかと考えている。
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