2022 Fiscal Year Research-status Report
光遺伝学を利用した青斑核ニューロン制御による全身麻酔薬作用機序の解明
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21K08943
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
倉部 美起 新潟大学, 医歯学系, 助教 (30635579)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 美佳 岐阜大学, 大学院医学系研究科, 研究員 (20774061)
上野 将紀 新潟大学, 脳研究所, 教授 (40435631)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 全身麻酔薬 / 青斑核 / 光遺伝学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
全身麻酔薬の作用機序を解明するために、睡眠・覚醒と密接な関わりを持つ“青斑核”を起始核とするノルアドレナリン（NA）ニューロンに着目した。近年、青斑核ニューロンが一様ではなく、NAニューロン以外にGABA（gammaAminobutyric acid）ニューロンを含み、相互作用していることが明らかになったことから、GABAニューロンとNAニューロンとの相互の関係性が、全身麻酔薬の作用機序に大きく関与しているのではないかと考えた。そこで、全身麻酔時の青斑核NA/GABAニューロンの活動が果たす機能的役割とそれぞれの神経の相互関連性を、光遺伝学的手法を用いて解明することを目的とした。
初年度にNAニューロン特異的プロモーターPRSx8下でチャネルロドプシン・アーキロドプシンを発現するアデノ随伴ウイルスを作製し、青斑核ニューロンに特異的に発現することを確認できたため、当該年度は発現させたマウスを用いてin vivoで麻酔薬の作用機序を検討した。
全身麻酔薬としてセボフルラン及びプロポフォールを用いた。AAV発現動物にあらかじめ脳波記録電極を埋め込み、覚醒状態から連続して行動と脳波を記録することに成功した。青斑核NAニューロンを活性化させると全身麻酔薬投与時の就眠時間は変化しなかったが、覚醒までの時間は有意に短縮した。特に、セボフルランよりもプロポフォール麻酔からの回復時間が著名に短縮した。同時に行った脳波解析ではNAニューロン活性化により覚醒方向の成分が有意に増加した。
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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
当該年度は麻酔下の動物から脳波記録と行動記録を恒常的に行うことに成功した。また、オプトジェネティクス導入による青斑核NAニューロンの活性化に成功しているため順調に進展していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
in vivo動物からの記録については当該年度に成功しある程度結果が出たため、次年度は青斑核スライス標本からパッチクランプ記録を行いより詳細なシナプス応答に対する全身麻酔の作用を解析する予定である。
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| Causes of Carryover |
実験が順調に進んだため、必要なマウスの数や消耗品代が抑えられたため次年度使用額が生じた。
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