ヒト熱放散反応におけるTRPチャネルの役割解明 -熱中症予防法確立を目指して-

Research Project

Project/Area Number	20H04065
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Allocation Type	Single-year Grants
Section	一般
Review Section	Basic Section 59020:Sports sciences-related
Research Institution	University of Tsukuba
Principal Investigator	藤井直人筑波大学, 体育系, 助教 (00796451)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	天野達郎新潟大学, 人文社会科学系, 准教授 (60734522) 近藤徳彦神戸大学, 人間発達環境学研究科, 教授 (70215458) 西保岳筑波大学, 体育系, 教授 (90237751)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help	¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000) Fiscal Year 2022: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000) Fiscal Year 2021: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000) Fiscal Year 2020: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Keywords	熱放散 / 発汗 / 運動 / TRPチャネル / マイクロダイアリシス / 熱中症 / TRP / 暑熱 / イオンチャネル / 体温 / 地球温暖化
Outline of Research at the Start	透析は、特に腎機能が低下した患者において、体内の老廃物を除去する目的で用いられる。本研究では、この透析のプローブを皮膚表層に埋め込み、半透膜を介して薬物を皮膚に投与し、TRPチャネルの活動を亢進、あるいは抑制することでメカニズムの解明を目指す。実験①では、TRPチャネル阻害薬の選定と濃度決定を行う。実験②では、TRPチャネルが暑熱下運動時の熱放散反応に及ぼす影響を明らかにする。実験③では、TRPチャネルが暑熱順化による熱放散反応向上に及ぼす影響を明らかにする。
Outline of Annual Research Achievements	TRPA1チャネルの活性化は、in vivoでヒトの皮膚の血管拡張を引き起こす。しかし、この反応のメカニズムについては不明な点が多い。本年度は、TRPA1チャネルによる皮膚血管拡張に、一酸化窒素（NO）合成酵素（NOS）とCa2+依存性K+（KCa）チャネルが寄与し、シクロオキシゲナーゼ（COX）は関与しないという仮説のもと実験を行った。健康な若年成人9名を対象に、前腕部の皮膚血管コンダクタンス（CVC）を評価した。CVCは、皮内マイクロダイアリシスを施した以下の４部位で評価した：1）コントロール（98％プロピレングリコール＋1.985％ジメチルスルホキシド＋0.015％リンゲル液）、2）10mM L-NAME（非選択的NOS阻害剤）、3）10mM ketorolac（非選択的COX阻害剤）、4）50mM tetraethylammonium（非選択的KCaチャネル遮断剤）。TRPA1チャネル活性化薬であるシンナムアルデヒドは、用量依存的に各皮膚部位に投与した（2.9、8.8、26、80％、それぞれ30分以上投与）。8.8％以上のシンナムアルデヒドを投与すると、コントロール部位のCVCがベースラインから27.4％[5.3]増加した（P<0.05）。NOS阻害剤は、26%および80%のシンナムアルデヒド濃度で、CVCの増加を抑制した（いずれもP<0.05）。COX阻害剤およびKCaチャネル遮断剤は、いずれの濃度においても、シンナムアルデヒドによるCVCの上昇を抑制しなかった（いずれもP>0.05）。以上のことから，ヒト皮膚において，TRPA1チャネルの活性に伴う皮膚血管拡張には，COXおよびKCaチャネルは関与しないが，NOSが大きな役割を果たしていると考えられる。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason コロナの影響で実験の開始が遅れたが、TRPA1チャネルによる皮膚血管拡張のメカニズム解明の実験を１つ終えることができた。ただ、TRPA1およびTRPM3チャネルの阻害薬決定には至らず、引き続き予備検討を重ねる必要がある。
Strategy for Future Research Activity	今後は、TRPA1およびTRPM3チャネルの阻害薬決定の予備検討を進める。それがうまくいかない場合には、TRPV1チャネルや、TRPV3チャネルの活性薬および阻害薬選定の予備実験を行う予定である。TRPA1チャネルの活性薬は、JT010もしくはASP 7663を用いる。TRPA1チャネルの阻害薬は、AM 0902、AP 18もしくはHC 030031を用いる。TRPM3チャネルの活性薬はプレグネノロンもしくはCIM 0216を用い、阻害薬はプリミドン、オノネチン、イソサクラネチン、リクイリチゲニンもしくはヘスペレチンを用いる。 TRPV1チャネルの活性薬はカプサイシンを用い、阻害薬はカプサゼピン、AMG9810、AMG 21629、A 425619もしくはBCTCを用いる。TRPV3チャネルの活性薬、阻害薬については調査中である。