セボフルランにより最早に賦活されるカレハ島ニューロン群の性質と影響についての解析

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 22K09028
• Research Institution: International University of Health and Welfare
• Principal Investigator: 飯島 典生 国際医療福祉大学, 保健医療学部, 教授 (00285248)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 浜田 俊幸 国際医療福祉大学, 薬学部, 准教授 (20360208) ; 山口 剛史 国際医療福祉大学, 保健医療学部, 助教 (50726510)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Keywords: 吸入麻酔 / sevoflurane / 麻酔メカニズム / カレハ島 / ｃFos / 順行性トレーサー

Outline of Annual Research Achievements

全身麻酔は長年にわたり外科手術の発展を支えてきたが、その作動メカニズムに関してはいまだに解明が進んでいない。全身麻酔薬の作動メカニズムを探る目的で、吸入麻酔薬sevoflurane投与１時間後にラット脳を固定して、神経賦活マーカーcFosの発現を免疫組織化学により検索したところ、前脳カレハ島に脳内で最も早くクラスター状のcFos免疫陽性反応を検出した。このcFos陽性領域は一酸化窒素合成酵素の活性領域と重複することを明らかとした。さらにカレハ島に発現されると報告されているマーカーとcFosの二重染色により、賦活されるニューロンのcharacterizeを現在試みている。
カレハ島cFos発現領域に順行性トレーサーBA10000を微量注入して、同領域ニューロンの投射先を探索したところ、同側性にマイネルト基底核、外側視床下部、手綱核にトレーサーを含む神経線維が検出された。この結果によりsevofluraneによりカレハ島のニューロンが賦活され、マイネルト基底核、外側視床下部、手綱核へとその影響が波及する可能性が見出された。今後、投射領域を特徴つけるマーカーと順行性トレーサーとの二重染色を計画している。またこれらの領域に逆行性トレーサーを微量注入して、カレハ島に逆行輸送されたトレーサーを含む細胞体とcFosを含む細胞核の二重染色性を確認することによって、麻酔により賦活される神経ネットワークの可視化を計画している。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

sevofluraneにより賦活されるニューロンの投射先(カレハ島ニューロンの賦活を介して影響を受ける脳内の領域）の検索は、概ね予定通り進んでいる。
賦活されるニューロンのcharacterizeに関しては遅れている。既に報告のあるマーカーによるin situ hybridization とcFos免疫組織化学による同時可視化を試みているが、実験条件のさらなる工夫を要する。

Strategy for Future Research Activity

カレハ島からの投射に関しては、現在の順行性トレーサー微量注入実験のデータを重ねた後、投射領域を特徴付けるマーカーと順行性トレーサーとの二重染色を行い、同領域への入力を確定する。次の段階としてして投射先領域へ逆行性トレーサーを注入して、逆行輸送されたトレーサーとcFosとの二重染色を行い、sevofkuraneにより賦活される神経ネットワーク関する確定的データを得る。
カレハ島ニューロンで発現すると報告されているマーカーとcFosとの二重染色を行い、sevoflurane で賦活されるニューロンの特徴を確定する。

Causes of Carryover

カレハ島のニューロンをcharacterizeするための二重染色手法の確立がまだ十分ではなく、実験が足踏みを繰り返している。