Single-cell Whole-transcriptome Analysis in Rat Basal Forebrain for Elucidating the Molecular Mechanism in Postoperative Delirium

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 21K16533
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 紺野 大輔 東北大学, 大学病院, 助教 (20876479)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 術後せん妄モデル / RNAシークエンス / パスウェイ解析

Outline of Annual Research Achievements

本研究の2022年度は，2021年度に引き続き全身麻酔手術後せん妄用行動(POD)を呈するモデルマウスの作成と行動評価及び，全脳基底部からのRNA抽出とトランスクリプトーム解析を施行する計画であった。
C57Bl/6系雄性マウスを用い，イソフルラン吸入麻酔下に下腹部を手術したマウス(PODマウス群)およびイソフルラン吸入麻酔曝露のみのマウス(Anesマウス群)，無処置のマウス(無処置群)で，高架式十字迷路試験を用いて行動評価を行った．
手術直後のマウスは疼痛により行動量こそ減るが，オープンアーム滞在時間/クローズドアーム滞在時間比は，PODマウス群およびAnesマウス群において，無処置マウス群に比べて長くなる傾向が見られた．また，経過の中でその傾向が軽減され7日目には3群間で差が無くなる傾向が認められ，可逆的な認知機能障害，すなわちせん妄用の行動を確認することが出来た．
その後，PODマウス群:N=8，Anesマウス群:N=8，無処置マウス群:N=8の前脳基底部をマウス脳地図に則って切片として切り出し，試薬を用いて全RNAを抽出し，4月上旬現在RNAシークエンスを施行している．
コロナウィルス感染症の蔓延に伴い、集中治療医である研究責任者は、集中治療室におけるコロナ患者対応に追われ，十分な研究時間を確保をすることができなかったため，研究は当初の計画より遅れる形となってはいるが，シークエンスは5月中旬にデータが出そろう予定であり，そこからトランスクリプトーム解析を行い，PODの原因となるマーカー遺伝子を抽出し，パスウェイ解析を行い，PODに関与する脳内の機序解明につなげていく計画である．

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

研究担当者は集中治療医として東北大学病院集中治療室に勤務している．コロナウィルス感染症の蔓延に伴い、集中治療室におけるコロナ患者対応に追われ，十分な研究時間を確保をすることができなかった。
また、東北大学医学部附属動物実験施設は、昨年度より改修工事期間となっているため実験自体を中断しなければならなかった。

Strategy for Future Research Activity

東北大学医学部動物実験棟は、昨年度から工事期間に入っており、4月上旬現在、いまだ限定的な運用にとどまっている．しかし、徐々に制限が解除される見込みであり実験環境は改善傾向にある．また，新型コロナウィルスが2類感染症から5類感染症に移行することに伴い，集中治療室での治療適応も以前に比して減少すると予想されているため，実験者のエフォートも，実験に傾斜をかけることが可能となる見込みである．
研究は当初の計画より遅れる形となってはいるが，シークエンスは5月中旬にデータが出そろう予定であり，そこからトランスクリプトーム解析を行い，PODの原因となるマーカー遺伝子を抽出し，パスウェイ解析を行い，PODに関与する脳内の機序解明につなげていく計画である．

Causes of Carryover

研究担当者は集中治療医として東北大学病院集中治療室に勤務している．コロナウィルス感染症の蔓延に伴い、集中治療室におけるコロナ患者対応に追われ，十分な研究時間を確保をすることができなかった。
また、東北大学医学部附属動物実験施設は、昨年度より改修工事期間となっているため実験自体を中断しなければならなかった。