2018 Fiscal Year Annual Research Report
中枢性低酸素換気応答機構の全容解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Oxygen biology: a new criterion for integrated understanding of life |
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| Project/Area Number |
17H05540
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| Research Institution | National Hospital Organization Murayama Medical Center |
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Principal Investigator |
岡田 泰昌 独立行政法人国立病院機構村山医療センター(臨床研究部), 電気生理学研究室, 室長 (80160688)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 低酸素換気応答 / 呼吸調節 / グリア細胞 / アストロサイト / 脳幹 / 延髄 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
体内酸素レベルの恒常性を維持することは、ヒトを含めた哺乳類の生命維持に不可欠である。この体内の酸素レベルの恒常性維持には、呼吸による調節、特に生体が低酸素状態になった時の呼吸増強応答（低酸素換気応答）が、最も重要な役割を果たしている。ここで、低酸素換気応答の機序について、従来は、末梢化学受容体が体内で唯一の低酸素受容体であると考えられていた。しかし、研究代表者は、脳内低酸素受容体の存在を想定し、以下の仮説を提唱した。(1)末梢化学受容体とは別に、脳内（視床下部や延髄）にも低酸素に応答して換気増強応答を惹起する低酸素受容体が存在している。(2)その低酸素センサー細胞は、ニューロンand/or アストロサイトである。(3)低酸素センサー細胞における低酸素感受は、TRPA1をはじめとするTRPチャネルの開口や、カリウムチャネルの閉鎖による。本研究では、この仮説を検証し、中枢性低酸素換気応答機構の全容を解明することを目的とし、以下の実験を実施した。(1) in vitro摘出脳幹脊髄標本を用いた解析：末梢化学受容体を有さない 摘出脳幹脊髄標本を用い、灌流液の酸素レベルを下げた際の呼吸出力応答を記録することにより、低酸素呼吸応答を解析した。そのうえで延髄断面における低酸素に対する細胞応答をカルシウムイメージングにより解析した。それにより低酸素呼吸応答は、ニューロンおよびアストロサイトによることを明らかにした。次いで、TRPチャネル、特にTRPA1に注目し、その阻害剤による低酸素呼吸応答の抑制を認め、低酸素センサーチャネルとしてTRPA1が重要であることを示した。(2) in vivo覚醒マウスを用いた解析:アストロサイトの活性化阻害剤であるarundic acidを成熟マウスに投与し、低酸素換気応答の抑制効果を検証して、低酸素換気応答におけるアストロサイトの関与を証明した。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Functional and anatomical connectivity from the dorsomedial hypothalamus to the ventral medullary cardiovascular regions: possible neural substrate mediatingstress-induced sympathoexcitation.2018
Author(s)
Kono Y, Arima Y, Yokota S, Onimaru H, Fukushi I, Koizumi K, Hasebe Y, Yoshizawa M, Kise H, Hoshiai M, Sugita K, Toda T, Okada Y
Organizer
European Society of Cardiology Congress 2018
Int'l Joint Research
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[Presentation] Activation of astrocytes is requred for the persistence of poststress blood pressure elevation2018
Author(s)
Hasebe Y, Yokota S, Takeda K, Sugama S, Kono Y, Koizumi K, Fukushi I, Hoshiai M, Kakinuma Y, Pokorski M, Horiuchi J, Sugita K, Okada Y
Organizer
European Society of Cardiology Congress 2018
Int'l Joint Research
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[Presentation] Significance of medulla-spinal cord preparation of the newborn rat.2018
Author(s)
Fukushi I, Uchiyama M, Kurita Y, Yazawa I, Okazaki S, Hasebe Y, Kono Y, Yokota S, Takeda K, Mori Y, Onimaru H, Okada Y
Organizer
Society for Neuoscience Meeting (Neuoscience2018)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Neural pathway supposedly mediating the descending autonomic information from the dorsomedial hypothalamus to the ventral medullary cardiorespiratory regions.2018
Author(s)
Okada Y, Kono Y, Arima Y, Yokota S, Onimaru H, Fukushi I, Koizumi K, Hasebe Y, Yoshizawa M, Kise H, Toda T
Organizer
Neuoscience Meeting (Neuoscience2018)
Int'l Joint Research
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[Presentation] Anatomical connectivity from the dorsomedial hypothalamus to the ventral medullary cardiovascular regions: neural pathway mediating the descending sympathetic information2018
Author(s)
Kono Y, Arima Y, Yokota S, Onimaru H, Fukushi I, Koizumi K, Hasebe Y, Yoshizawa M, Kise H, Hoshiai M, Sugita K, Toda T, Okada Y
Organizer
第41回 日本神経科学大会
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