2023 Fiscal Year Annual Research Report
Protective effect of vagus nerve stimulation on chronic kidney disease
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21K20894
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
田中 真司 東京大学, 医学部附属病院, 助教 (80913699)
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2021-08-30 – 2024-03-31
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| Keywords | オプトジェネティクス / アップコンバージョン / 迷走神経刺激 / 慢性腎臓病 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、従来の方法では困難であった非侵襲的・反復的な末梢神経の刺激を、オプトジェネティクス（ChR2）とアップコンバージョンナノ粒子（NaYF4:Yb/Tm）を組み合わせることにより達成し、その方法を用いて慢性腎臓病における迷走神経刺激の有効性を検証することであった。まず、ChR2を発現した迷走神経にアップコンバージョンナノ粒子を局所投与し、その後近赤外光レーザーを迷走神経に直接照射した際に、アップコンバージョンナノ粒子から局所的に放出される青色光がChR2発現線維を興奮させるか、を検証した。具体的には、Chat-ChR2マウス・Vglut2-ChR2マウス（それぞれ迷走神経遠心性・求心性線維にChR2が発現）のChR2発現迷走神経が上記手法で興奮するかを観察した。結果としては、Chat-ChR2マウスにおいては呼吸数には変化を認めず心拍数低下のみが観察され、Vglut2-ChR2マウスにおいては呼吸数が低下した（Hering-Breuer反射）。この結果は、ナノ粒子が局所で発する青色光をChR2が受容して神経を興奮させていることを示している。上記実験では近赤外光のファイバーを露出した迷走神経の直上に置いたが、本実験では神経とファイバーの間に皮膚やその他の組織が存在するため、次に麻酔下のマウスにおいて、皮膚の上から近赤外光を照射し、同様の生理学的パラメータの変化が観察できるか検証した。その結果、同様に生理学的パラメータの変化が観察できた個体も存在したが、結果は安定しなかった。ファイバー径が細いため、迷走神経に上手く照射されていない可能性を考え、超音波で頸動脈の位置を確認してから照射する方法を試みたが、結果は大きく変わらなかった。今後、再現性を持って至適強度の刺激を行うためには、照射範囲が広く照度も高い機器を導入する必要があると考えられた。
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