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脳虚血からの中枢神経機能回復における組織・細胞環境とグリアの役割

研究課題

研究課題/領域番号 07407043
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 麻酔・蘇生学
研究機関新潟大学

研究代表者

藤原 直士  新潟大学, 医学部・附属病院, 講師 (70181419)

研究分担者 渡邉 逸平 (渡辺 逸平)  新潟大学, 医学部・附属病院, 助手 (00251819)
田中 永一郎  久留米大学, 医学部, 講師 (80188284)
羽柴 正夫 (羽紫 正夫)  新潟大学, 医学部・附属病院, 講師 (30108047)
佐藤 一範  新潟大学, 医学部・附属病院, 講師 (70126415)
柾木 永  新潟大学, 医学部, 助手 (40272819)
研究期間 (年度) 1995 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
26,000千円 (直接経費: 26,000千円)
1997年度: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
1996年度: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
1995年度: 17,900千円 (直接経費: 17,900千円)
キーワード海馬切片標本 / 細胞内Ca^<2+> / 細胞内pH / 低酸素・無グルコース / 膜脱分極 / グルタミン酸 / 乳酸 / 膜電位依存性色素 / チオペンタール / チアミラール / 光透過性 / 脳虚血 / 海馬切片 / 細胞内遊離カルシウム / 膜電位感受性色素 / グルタミン酸遊離 / NMDA受容体
研究概要

(1)ラット海馬切片を用いたin vitroの虚血モデルでは細胞内遊離Ca^<2+>上昇と神経細胞の不可逆性変性との関連が示唆されている。この細胞内遊離Ca^<2+>上昇は軽度の酸性灌流液(pH6.8-7.0)によって、発生が遅延し、進行も緩徐となった。一方、軽度の低温(33℃)条件下では細胞内遊離Ca^<2+>上昇の発生までの時間が遅延するものの、その進行は速やかであり、細胞内遊離Ca^<2+>上昇に対する抑制作用は酸性条件とは異なることが示唆された。(2)虚血時にシナプスから放出されたグルタミン酸が細胞内遊離Ca^<2+>上昇を引き起こすとされる。しかし、海馬切片における細胞内遊離Ca^<2+>とグルタミン酸の同時測定では、低酸素・無グルコースの負荷による細胞内遊離Ca^<2+>の急峻な上昇後にグルタミン酸の過剰な遊離が認められ、グルタミン酸プールからの遊離とグルタミン酸再取込み低下によるものと考えられた。(3)NMDA、高カリウム、ベラトリジン等の脱分極性刺激は海馬切片CA1領域の細胞内pH低下を誘発するが、この細胞内酸性化には解糖系の亢進(乳酸生成)が重要な役割を果たしていることが示唆された。(4)スナネズミに4分間の前脳虚血を負荷し、1日、3日後、海馬切片標本を作製し、CA1領域における神経興奮伝播を膜電位依存性色素を用いた膜電位画像により観察した。虚血後1日後ではCA1錐体細胞の形態は維持しているものの、錐体細胞層を越える神経興奮伝播は極めて減弱し、すでに、神経細胞機能が障害されていることが示唆された。(5)酸塩基バランス、温度、外液中伝達物質等の組織・細胞環境は神経細胞機能やその生存に影響を及ぼすと共に、神経細胞・グリア細胞は自ら酸塩基、イオン環境を変えて細胞障害を抑制することが示唆された。

報告書

(4件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 1995 実績報告書

研究成果

(45件)

すべて その他

すべて 文献書誌

  • [文献書誌] 藤原 直士 他2名: "軽度アシドーシスは低酸素・無グルコースによる海馬ニューロンの障害を抑制する" Brain Hypoxia. 9. 63-67 (1995)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 津久井 淳 他2名: "重篤な循環・呼吸不全から完全回復した心停止の既往を有する2症例" 麻酔. 44. 1128-1130 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Warashina A 他1名: "Properties of intracellular calcium stores and their role in receptor-mediated catecholamine secretion in rat chromaffin cells" Biological Signals. 4. 195-205 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大倉 良夫 他5名: "中枢神経細胞のアポトーシスモデルにおける細胞内カルシウム解析" 神経免役研究. 8. 249-254 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 柾木 永 他2名: "低酸素・無グルコース負荷海馬切片における〔Ca^<2+>〕変化とグルタミン酸遊離の同時測定" Brain Hypoxia. 10. 3-8 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Narisawa-Saito M 他5名: "Thy-1-mediated phosphatidylinositol turnover in cultured rat glomerular mesangial-cell" Journal of Cell Physiology. 168. 705-710 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Zhan R-Z 他2名: "Regionally different elevation of intracellular free calcium in hippocampus of septic rat brain" Shock. 6. 293-297 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Zhan R-Z 他6名: "NMDA induces a biphasic change in intracellular pH in rat hippocampal slices" Brain Research. 760. 179-186 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujimura N 他4名: "Contribution of ATP-sensitive potassium channels to hypoxic hyperpolarization in rat hippocampal CA1 neurons in vitro" Jornal of Neurophysiology. 77. 378-385 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamamoto S 他2名: "Mediation by intracellular calcium-dependent signals of hypoxic hyperpolarization in rat hippocampal CA1 neurons in vitro" Jornal of Neurophysiology. 77. 386-392 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tanaka E 他4名: "Mechanism underlying the rapid depolarization produced by deprivation of oxygen and glucose in rat hippocampal CA1 neurons in vitro" Journal of Neurophysiology. 78. 891-902 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Zhan R-Z 他3名: "Intracellular acidification induced by membrane depolarization in rat hippocampal slices:roles of intracellular Ca^<2+> and glycolysis" Brain Research. (印刷中).

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 藤原 直士 他3名: "膜電位画像による脳虚血後の神経興奮伝搬の解析" Brain Hypoxia. (印刷中).

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tanaka E 他2名: "Molecular Neurobiology and Brain Ischemia" Effects of glutamate agonists and antagonists on ischemic damage of hippocampal neurons, 164(95-113) (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujiwara N 他3名: "Molecular Neurobiology and Brain Ischemia" Changes in intracellular Ca^<2+> and pH of hippocampal slices in response to ischemia in vitro, 164(115-127) (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shimoji K 他5名: "Molecular Neurobiology and Brain Ischemia" Protective effect of brain microinjury against ischemia, 164(151-160) (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujiwara N,Ebine Y,Shimoji K: "Mild acidosis inhibits damage of hippocapmal neurons produced by oxygen-glucose deprivation (in Japanese)" Brain Hypoxia. 9. 63-67 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tsukui A,Sato K,Fujiwara N: "Two patients who recovered fully from profound circulatory and respiratory failure after cardiac arrest (in Japanese)" Masui. 44. 1128-1130 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Warashina A,Fujiwara N: "Properties of intracellular calcium stores and their role in receptor-mediated catecholamine secretion in rat chromaffin cells" Biol Signals. 4. 195-205 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Okura Y,Fujiwara N,Ono K,Yoshida S,Tanaka R,Shimoji K: "Analysis of cytosolic calcium in a neuronal apoptosis model (in Japanese)" Shinkei Meneki Kenkyu. 8. 249-254 (1995)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masaki H,Fujiwara N,Shimoji K: "Simultaneous recording of [Ca^<2+>]_i and released glutamate in ischemic hippocampal slices (in Japanese)" Brain Hypoxia. 10. 3-8 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Narisawa-Saito M,Kimura S,Fujiwara N,Oite T,Shimoji K,Shimizu F: "Thy-1-mediated phosphatidylinositol turnover in cultured rat glomerular mesangial-cell" J Cell Physiol. 168. 705-710 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Zhan R-Z,Fujiwara N,Shimoji K: "Regionally different elevation of intracellular free calcium in hippocampus of septic rat brain" Shock. 6. 293-297 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Zhan R-Z,Fujiwara N,Yamakura T,Taga K,Fukuda S,Endoh H,Shimoji K: "NMDA induces a biphasic change in intracellular pH in rat hippocampal slices" Brain Res. 760. 179-186 (1997)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujiwara N,Tanaka E,Yamamoto S,Shigemori M,Higashi H: "Contribution of ATP-sensitive pottasium channels to hypoxic hyperpolarization in rat hippocampal CA1 neurons in vitro" J Neurophysio. 77. 378-385 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yamamoto S,Tanaka E,Higashi H: "Mediation by intracellular calcium-dependent signals of hypoxic hyperpolarization in rat hippocampal CA1 neurons in vitro" J Neurophysiol. 77. 386-392 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tanaka E,Yamamoto S,Kudo Y,Mihara S,Higashi H: "Mechanism underlying the rapid depolarization produced by deprivation of oxygen and glucose in rat hippocampal CA1 neurons in vitro" J Neurophysiol. 78. 891-902 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Zhan R-Z,Fujiwara N,Tanaka E.Shimoji K: "Intracellular acidification induced by membrane depolarization in rat hippocampal slices : roles of intracellular Ca^<2+> and glycolysis" Brain Res. (in press).

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    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujiwara N,Okamoto M,Zhan RZ,Shimoji K: "Optical images of excitation spreading in hippocampal slices following cerebral ischemia (in Japanese)" Brain Hypoxia. 12 (in press).

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    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tanaka E,Yamamoto S,Higashi H: "Effects of glutamate agonists and antagonists on ischemic damage of hippocampal neurons" Molecular Neurobiology and Brain Ischemia. Springer-Verlag Tokyo. 95-113 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fujiwara N,, Abe T,Ebine Y,Shimoji K: "Changes in intracellular Ca^<2+> and pH of hippocampal slices in response to ischemia in vitro" Molecular Neurobiology and Brain Ischemia. Springer-Verlag Tokyo. 115-127 (1996)

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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shimoji K,Honda T,Fujiwara N,et al.: "Protective effect of brain microinjury against ischemia" Molecular Neurobiology and Brain Ischemia. Springer-Verlag Tokyo. 151-160 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Tanaka E 他4名: "Mechanism underlying the rapid depolarization produced by deprivation of oxygen and glucose in rat hippocampal CA1 neurons in vitro" Journal of Neurophysiology. 78. 891-902 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Zhan R-Z 他3名: "Intracellular acidification induced by membrane depolarization in rat hippocampal slices : roles of intracellular Ca^<2+> and glycolysis" Brain Research. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 藤原直士 他3名: "膜電位画像による脳虚血後の神経興奮伝搬の解析" Brain Hypoxia. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 大倉良夫: "中枢神経細胞のアポトーシスモデルにおける細胞内カルシウムの解析" 神経免疫研究. 8. 249-254 (1995)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 柾木永: "低酸素・無グルコース負荷海馬切片における[Ca^<2+>]_i変化とグルタミン酸遊離の同時測定" Brain Hypoxia. 10. 3-8 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] R-Z.Zhan: "Regionally different elevation of intracellular free calcium in hippocampas of septic rat brain" Shock. 6. 293-297 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] N.Fujimura: "Contribution of ATP-sensitive pottasium channels to hypoxic hyperpolarization in rat hippocampal CA1 neurons in vitro" J.Neurophysiol. 77. 378-385 (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] S.Yamamoto: "Mediation by intracellular calcium-dependent signals of hypoxic hyperpolarization in rat hippocampal CA1 neurons in vitro" J Neurophysiol. 77. 386-392 (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] R-Z.Zhan: "NMDA induces a biphasic change in intracellular pH in rat hippocampal slices" Brain Res.(in press). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] N.Fujiwara: "Molecular Neurobiology and Brain Ischemia" Springer-VerlagTokyo, 164 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 藤原直士: "軽度アシドーシスは低酸素・無グルコースによる海馬ニューロンの障害を抑制する" Brain Hypoxia. 9. 63-67 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 津久井淳: "重篤な循環・呼吸不全から完全回復した心停止の既往を有する2症例" 麻酔. 44. 1128-1130 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] A Warashima: "Properties of intracellular calcium stores and their role in receptor,medated Calechelamin Secretion in rat adrend chromottin cells" Biological Signals. 4. 195-205 (1995)

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      1995 実績報告書

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公開日: 1995-03-31   更新日: 2016-04-21  

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