遺伝子欠損動物を用いた微小脳血管の血流維持機構と麻酔薬作用に関する研究

• 研究課題/領域番号: 13470327
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 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: 和歌山県立医科大学
• 研究代表者: 畑埜 義雄 和歌山県立医科大学, 医学部, 教授 (70115913)
• 研究分担者: 小川 幸志 和歌山県立医科大学, 医学部, 講師 (30204077) ; 水本 一弘 和歌山県立医科大学, 医学部, 講師 (50239258)
• 研究期間 (年度): 2001 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 14,600千円 (直接経費: 14,600千円); 2004年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円); 2003年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円); 2002年度: 700千円 (直接経費: 700千円); 2001年度: 11,300千円 (直接経費: 11,300千円)
• キーワード: ATP感受性カリウムチャネル / リドカイン / 内向き整流性カリウムチャネル / 高血圧 / 神経型一酸化窒素合成酵素遺伝子 / イソフルラン / 脳実質内微小血管 / 神経型一酸化窒素合成酵素 / 揮発性麻酔薬 / ノックアウトマウス / 脳微小血管 / 高炭酸ガス / 局所麻酔薬 / グリベンクラミド

研究概要

麻酔下にラットあるいはマウスの脳を摘出し,約150μmのスライス標本を作成した.この標本を観察用チャンバーに入れ,顕微鏡で内径5-10μmの脳実質内微小血管を観察した.血管画像をCCDカメラからコンピュータに取り込み,解析ソフトで測定した.
収縮させた脳スライス標本内動脈を高炭酸ガス(PCO_2=50mmHg)に暴露すると,約20分で脳微小動脈は最大限に拡張した.この拡張は,グリベンクラミドでほぼ完全に抑制された.麻酔薬リドカインは,レブクロマカリムによる拡張反応を抑制したが,KClによる血管拡張反応には影響しなかった.これらより,炭酸ガスによる脳実質内細動脈拡張反応には,ATP感受性カリウムチャネルが重要な役割を果たすこと,また,リドカインは,ATP感受性カリウムチャネルを介する脳実質内微小血管拡張作用を抑制するが,内向き整流性カリウムチャネルによる拡張反応には影響しないことが明らかになった.
次に,内向き整流性カリウムチャネル開口薬KClによる血管拡張反応を正常血圧ラットと高血圧ラットで比較検討した.高血圧動物の脳微小動脈では,内向き整流性カリウムチャネルによる拡張反応が増強していることが明らかになった.
さらに,正常(C57BL/6)および神経型一酸化窒素合成酵素遺伝子欠損(nNOS-KO)マウスの脳で,揮発性麻酔薬イソフルランによる脳血管拡張作用を観察した.イソフルランは,C57BL/6マウスでもnNOS-KOマウスでも,同様に脳実質内動脈を拡張させた.したがって,イソフルランの脳血管拡張作用には,神経型一酸化窒素合成酵素活性は関与していないものと考えられた.
以上より,脳実質内微小細動脈での血管拡張反応にカリウムチャネルは重要な役割を果たしており,麻酔薬はその機能を修飾する可能性があることが明らかとなった.また,一酸化窒素合成酵素活性は,一部の麻酔薬の作用には大きく関与しないことが推察された.

研究成果

• [雑誌論文] The inhibitory effects of lidocaine and mexiletine on vasorelaxation mediated by adenosine triphosphate-sensitive K^+ channels and the role of kinases in the porcine coronary artery. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kimoto Y, Kinoshita H, Nakahata K, Dojo M, Hatano Y
  • 雑誌名: Anesthesiology 102 ページ: 581-587
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Vascular effects of antiarrhythmic drugs and the roles of K^+ Channels. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita H, Hatano Y
  • 雑誌名: Current Medicinal Chemistry-Cardiovascular and Hematological Agents 2 ページ: 99-106
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Lidocaine impairs vasodilation mediated by adenosine triphosphate-sensitive K^+ channels but not by inward rectifier K^+ channels in parenchymal microvessels of rat cerebral coutex (2004)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita H, Nakahata K, Dojo M, Kimoto Y, Hatano Y
  • 雑誌名: Anesthesia and Analgesia 99 ページ: 904-909
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Effects of bupivacaine enantiomers and ropivacaine on vasorelaxation mediated by adenosine triphosphate-sensitive K^+ channels in the rat aorta. (2004)
  • 著者名/発表者名: Dojo M, Kinoshita H, Nakahata K, Kimoto Y, Hatano Y
  • 雑誌名: Anesthesiology 101 ページ: 251-254
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Inhibitory effect of high concentration of glucose on relaxations to activation of ATP-sensitive K^+ channels in human omental artery. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita H, Azuma T, Nakahata K, Iranami H, Kimoto Y, Dojo M, Yugo O, Hatano Y
  • 雑誌名: Arterioscler Thromb Vasc Biol 24 ページ: 1-6
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Vascular effects of antiarrhythmic drugs and the roles of K+ channels. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita H, Hatano Y
  • 雑誌名: Current Medicinal Chemistry-Cardiovascular and Hematological Agents 2 ページ: 99-106
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Lidocaine impairs vasodilation mediated by adenosine triphosphate-sensitive K^+ channels but not by inward rectifier K^+ channels in parenchymal microvessels of rat cerebral cortex. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita H, Nakahata K, Dojo M, Kimoto Y, Hatano Y
  • 雑誌名: Anesthesia and Analgesia 99 ページ: 904-909
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Inhibitory effect of high concentration of glucose on relaxations to activation of ATP-sensitive K^+ channels in human omental artery. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita H, Azma T, Nakahata K, Iranami H, Kimoto Y, Dojo M, Yuge 0, Hatano Y
  • 雑誌名: Arterioscler Thromb Vasc Biol 24 ページ: 1-6
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Vascular effects of antiarrhythmic drugs and the roles of K+ channels (2004)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita H, Hatano Y
  • 雑誌名: Current Medicinal Chemistry-Cardiovascular and Hematological Agents 2 ページ: 99-106
• [雑誌論文] Lidocaine impairs vasodilation mediated by adenosine triphosphate-sensitive K^+ channels but not by inward rectifier K^+ channels in parenchymal microvessels of rat cerebral cortex (2004)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita H, Nakahata K, Dojo M, Kimoto Y, Hatano Y
  • 雑誌名: Anesthesia and Analgesia 99 ページ: 904-909
• [雑誌論文] Effects of bupivacaine enantiomers and ropivacaine on vasorelaxation mediated by adenosine triphosphate-sensitive K^+ channels in the rat aorta (2004)
  • 著者名/発表者名: Dojo M, Kinoshita H, Nakahata K, Kimoto Y, Hatano Y
  • 雑誌名: Anesthesiology 101 ページ: 251-254
• [雑誌論文] Inhibitory effect of high concentration of glucose on relaxations to activation of ATP-sensitive K^+ channels in human omental artery (2004)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita H, Azma T, Nakahata K, Iranami H, Kimoto Y, Dojo M, Yuge O, Hatano Y
  • 雑誌名: Arteriosclerosis, Thromhosis, and Vascular Biology 24 ページ: 1-6
• [雑誌論文] The vascular relaxing effects of sevoflurane and isoflurane are more important in hypertensive than in normotensive rats (2004)
  • 著者名/発表者名: Yu J, Ogawa K, Tokinaga Y, Iwahashi S, Hatano Y
  • 雑誌名: CAN J ANESTH 51:10 ページ: 979-985
• [雑誌論文] The inhibitory effects of isoflurane on protein tyrosine phosphorylation-modulated contraction of rat aortic smooth muscle (2004)
  • 著者名/発表者名: Yu J, Ogawa K, Tokinaga Y, Mizumoto K, Kakutani T, Hatano Y
  • 雑誌名: Anesthesiology 101:6 ページ: 1325-1331
• [雑誌論文] Mexiletine differentially modulates vasorelaxation mediated by ATP-sensitive K^+ channels in the aortas from normotensive and hypertensive rats. (2003)
  • 著者名/発表者名: Kimoto Y, Kinoshita H, Nakahata K, Dojo M, Iranami H, Hatano Y
  • 雑誌名: Anesth Analg 96 ページ: 673-679
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Effects of halothane and isoflurane on acetylcoline-induced, endothelium-dependent vasodilation in perfused rat mesenteric arterial beds. (2003)
  • 著者名/発表者名: Tsukiyama Y, Iranami H, Kinoshita H, Ogawa K, Hatano Y
  • 雑誌名: J Anesth 17 ページ: 13-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The role of K^+ channels in vasorelaxation induced by hypoxia and the modulator role of lidocaine in the rat carotid artery. (2003)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita H, Kimoto Y, Nakahata K, Dojo M, Iranami H, Hatano Y
  • 雑誌名: Anesth Analg 97 ページ: 333-338
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Mild hypercapnia induces vasodilation via ATP-sensitive K^+ channels in parenchymal microvessels of the rat cerebral cortex. (2003)
  • 著者名/発表者名: Nakahata K, Kinoshita H, Hirano Y, Dojo M, Kimoto Y, Iranami H, Hatano Y
  • 雑誌名: Anesthesiology 99 ページ: 1333-1339
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Mexiletine differentially modulates vasorelaxation mediated by ATP-sensitive K+ channels in the aortas from normotensive and hypertensive rats. (2003)
  • 著者名/発表者名: Kimoto Y, Kinoshita H, Nakahata K, Dojo M, Iranami H, Hatano Y
  • 雑誌名: Anesth Analg 96 ページ: 673-679
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Effects of halothane and isoflurane on acetylcholine-induced, endothelium-dependent vasodilation in perfused rat mesenteric arterial beds. (2003)
  • 著者名/発表者名: Tsukiyama Y, Iranami H, Kinoshita H, Ogawa K, Hatano Y
  • 雑誌名: J Anesth 17 ページ: 13-21
  • NAID: 50000769957
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The role of K^+ Channels in vasorelaxation induced by hypoxia and the modulator role of lidocaine in the rat carotid artery. (2003)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita H, Kimoto Y, Nakahata K, Dojo M, Iranami H, Hatano Y
  • 雑誌名: Anesth Analg 97 ページ: 333-338
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Ketamine stereo-selectively affects vasorelaxation mediated by ATP-sensitive K^+ channels in the rat aorta. (2002)
  • 著者名/発表者名: Dojo M, Kinoshita H, Iranami H, Nakahata K, Kimoto Y, Hatano Y
  • 雑誌名: Anesthesiology 97 ページ: 882-886
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The role of oxygen-derived free radicals in augmented relaxations to levcromakalim in the aorta from hypertensive rats. (2001)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita H, Kakutani T, Iranami H, Hatano Y
  • 雑誌名: Jpn J Pharmacol 85 ページ: 29-33
  • NAID: 10007119312
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Mild alkilinization and acidification differentially modify the effects of lidocaine or mexiletine on vasorelaxation mediated by ATP-sensitive K^+ channels. (2001)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita H, Iranami H, Kimoto Y, Dojo M, Hatano Y
  • 雑誌名: Anesthesiology 95 ページ: 200-206
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cibenzoline has an inhibitory effect on vasorelaxation mediated by adenosine triphosphate-sensitive K^+ channels in the rat carotid artery. (2001)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita H, Iranami H, Kimoto Y, Dojo M, Hatano Y
  • 雑誌名: Anesth Analg 93 ページ: 282-286
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kinoshita H, Kakutani T, Iranami H, Hatano Y: "The role of oxygen-derived free radicals in augmented relaxations to levcromakalim in the aorta from hypertensive rats."Jpn J Pharmacol. 85. 29-33 (2001)
• [文献書誌] Kinoshita H, Iranami H, Kimoto Y, Dojo M, Hatano Y: "Mild alkilinization and acidification differentially modify the effects of lidocaine or mexiletine on vasorelaxation mediated by ATP-sensitive K+ channels."Anesthesiology. 95. 200-206 (2001)
• [文献書誌] Kinoshita H, Iranami H, Kimoto Y, Dojo M, Hatano Y: "Cibenzoline has an inhibitory effect on vasorelaxation mediated by adenosine triphosphate-sensitive K+ channels in the rat carotid artery."Anesth Analg. 93. 282-286 (2001)
• [文献書誌] Dojo M, Kinoshita H, Iranami H, Nakahata K, Kimoto Y, Hatano Y: "Ketamine stereo-selectively affects vasorelaxation mediated by ATP-sensitive K+ channels in the rat aorta."Anesthesiology. 97. 882-886 (2002)
• [文献書誌] Kimoto Y., Kinoshita H., Nakahata K., Dojo M., Iranami H., Hatano Y.: "Mexiletine differentially modulates vasorelaxation mediated by ATP-sensitive K+ channels in the aortas from normotensive and hypertensive rats."Anesth Analg. 96. 673-679 (2003)
• [文献書誌] Kinoshita H, Kimoto Y, Nakahata K, Dojo M, Iranami H, Hatano Y: "The role of K+ Channels in vasorelaxation induced by hypoxia and the modulator role of lidocaine in the rat carotid artery."Anesth Analg. 97. 333-338 (2003)
• [文献書誌] Nakahata K, Kinoshita H, Hirano Y, Dojo M, Kimoto Y, Iranami H, Hatano Y: "Mild hypercapnia induces vasodilation via adenosine triphosphate-sensitive K+ channels in parenchymal microvessels of the rat cerebral cortex."Anesthesiology. 99. 1333-1339 (2003)
• [文献書誌] Kinoshita H, Ishikawa T, Hatano Y: "Role of K^+ channels in augmented relaxations to sodium nitroprusside induced by mexiletine in rat aortas"Anesthesiology. 92(3). 813-820 (2000)
• [文献書誌] Ogawa K, Yamada S.Mizumoto K, I Iranami H, Hatano Y: "Inhibitory effects of halothane, isoflurarie, sevoflurane, and pentobarbital on the constriction induced by I hypocapnia and bicarbonate in isolated canine cerebral arteries"Jounal Neurosurg Anesthesiology. 12(2). 99-106 (2000)
• [文献書誌] Dojo M, Kinoshita H, Iranami H, Nakahata K, Kimoto Y, Hatano Y: "Ketamine stereo-selectively affects vasorelaxation mediated by ATP-sensitive K^+ channels in the rat aorta"Anesthesiology. 97. 882-886 (2002)
• [文献書誌] Kinoshita H, Kakutani T, Iranami H, Hatano Y: "The role of oxygen-derived free radicals in augmented relaxations to levcromakalim in the aorta from hypertensive rats"Jpn J Pharmacol. 85. 29-33 (2001)
• [文献書誌] Kinoshita H, Iranami H, Kimoto Y, Dojo M, Hatano Y: "Mild alkilinization and acidification differentially modify the effects of lidocaine or mexiletine on vasorelaxation mediated by ATP-sensitive K^+ channels"Anesthesiology. 95. 200-206 (2001)
• [文献書誌] Kinoshita H, Iranami H, Kimoto Y, Dojo M, Hatano Y: "Cibenzoline has an inhibitory effect on vasorelaxation mediated by adenosine triphosphate-sensitive K^+ channels in the rat carotid artery"Anesth Analg. 93. 282-286 (2001)
• [文献書誌] Kinoshita H, Ishikawa T, Hatano Y: "Role of K^+ channels in augmented relaxations to sodium nitroprusside induced by mexiletine in rat aortas"Anesthesiology. 92(3). 813-820 (2000)
• [文献書誌] Ogawa K, Yamada S, Mizumoto K, Iranami H, Hatano Y: "Inhibitory effects of halothane, isoflurane, sevoflurane, and pentobarbital on the constriction induced by hypocapnia and bicarbonate in isolated canine cerebral arteries"Jounal Neurosurg Anesthesiology. 12(2). 99-106 (2000)
• [文献書誌] Kinoshita H, Iwahashi S, Kakutani K, Mizumoto K, Iranami H, Hatano Y: "The role of endothelium-derived nitric oxide in relaxation to levcromakarim in the rat aorta"Japanese Journal of Pharmacology. 81. 362-366 (1999)
• [文献書誌] Kinoshita H, Ishikawa T, Hatano Y: "Differential effects of lidocaine and mexiletine on relaxations to ATP-sensitive K^+ channel openers in rat aortas"Anesthesiology. 90(4). 1165-1170 (1999)
• [文献書誌] Ogawa K.Yamamoto M, Mizumoto K, Hatano Y: "Volatile anesthestics attenuate hypocapnia-induced constriction in isolated dog cerebral arteries"Canadian Jounal of Anesthesia. 44(4). 426-432 (1997)