2020 Fiscal Year Research-status Report
特定神経ネットワークの人工的制御技術を駆使した全身麻酔薬の作用機序の解明
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19K22652
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
紙谷 義孝 新潟大学, 医歯学系, 准教授 (90381491)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 美佳 新潟大学, 医歯学系, 助教 (20774061)
倉部 美起 新潟大学, 医歯学系, 助教 (30635579)
上野 将紀 新潟大学, 脳研究所, 教授 (40435631)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Keywords | 全身麻酔薬 / 青斑核 / DREADD |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、人為的に特定の神経ネットワークのみを制御可能な薬理遺伝学的手法(Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drugs) を用い、睡眠・覚醒と密接な関わりがあるとされる青斑核ノルアドレナリン（NA）神経を人為的に制御すること、さらに無麻酔下での神経活動の解析を行うことで全身麻酔時の意識消失・覚醒のメカニズムを解明することである。
当該年度の研究内容：揮発性麻酔薬（イソフルラン・セボフルラン）あるいは静脈麻酔薬（プロポフォール・デクスメデトミジン）投与時のNAニューロンの制御が脳波および青斑核ニューロン活動電位に与える影響について、非制御群と比較した。初年度free moving下での記録が困難であったことから、ウレタン麻酔下に記録を行ったが、今年度はfree moving下での記録(脳波およびlocal field potential;LFP）をとる手法を確立することができた。脳波上、NAニューロン活性化によりプロポフォールによるburst suppression出現までの時間は著明に延長し、覚醒までの時間も著明に短縮した。揮発性麻酔薬投与による麻酔導入時間に変化は認められず、覚醒までの時間が軽度短縮したのみであった。LFPはプロポフォール・揮発性麻酔薬投与によって振幅が大きく減少したが、一部で増大する個体も確認された。
意義・重要性：揮発性麻酔薬と静脈麻酔薬(プロポフォール)とで、青斑核NAニューロンの応答様式は異なった。また、free moving下での電気生理学的記録に成功したことから、全身麻酔薬投与時の一連の青斑核NAニューロンの活動についてより詳細に解析することが可能となった。
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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
薬理遺伝学的にNAニューロンのみを活性化する方法を確立した。さらに今年度は、free moving下で全身麻酔薬投与前から後までの脳波およびlocal field potentialを記録することに成功し、手技を確立することができた。この手法を用いて、全身麻酔薬投与時の前・中・後の一連の脳波・LFPを測定し、青斑核NAニューロンと全身麻酔薬の作用との関連性を解析することが可能となった。
そのため、進捗状況は順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度、free moving下に全身麻酔薬投与前から後までの脳波およびlocal field potentialを記録することに成功し、手技を確立することができたため、この手法を用いて、種々の全身麻酔薬を投与し電気生理学的記録・脳波解析を行っていく。
同時にDSP-4を投与し、青斑核NAニューロンのみを特異的に抑制した場合の全身麻酔薬投与時の変化を解析していく。
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| Causes of Carryover |
国際学会への参加費や渡航費、他施設への見学時の旅費などを計上していたが、コロナ感染症の蔓延により参加が不可能な状況となった。また、英語論文についての校正費は今年度末までに投稿準備が完了しなかったため、計上しなかった。
次年度使用額の使用計画：次年度は青斑核NAニューロンを抑制的に操作した場合の全身麻酔薬の作用について解析をするために、薬品・動物等の購入費を計上する。状況に応じて研究成果を国際学会等で発表するために予算を計上する。また，現在準備中の英語論文の英文校正費に支出予定である。
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