内分泌攪乱物質によるCl^-ホメオスタシス破綻と神経細胞移動障害による神経回路異常

• 研究課題/領域番号: 15590207
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境生理学(含体力医学・栄養生理学)
• 研究機関: 静岡大学
• 研究代表者: 山田 順子 静岡大学, 大学院・電子科学研究科, 助手 (30334965)
• 研究分担者: 福田 敦夫 浜松医科大学, 医学部, 教授 (50254272) ; 井上 浩一 浜松医科大学, 医学部, 助手 (80345818) ; 岡部 明仁 浜松医科大学, 医学部, 助手 (10313941)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 3,300千円 (直接経費: 3,300千円); 2004年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円); 2003年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
• キーワード: 発達 / Chrolide / Cl^-ホメオスタシス / GABA受容体 / トリブチルスズ / GFP / 子宮内電気穿孔法 / 大脳皮質 / 神経回路 / シナプス / 電気穿孔法

研究概要

移動細胞と[Cl^-]_iの測定
胎生14日齢のマウス胎仔に電気穿孔法によりGFP遺伝子を導入し、その胎仔の羊水中にトリブチルスズを注入した。トリブチルスズ1μlを注入し、2-3日後の胎仔の様子を観察した。また、生存していた胎仔の脳スライスを作成し、細胞移動の様子を解析した。
・1M:胎仔は萎縮して死亡しており、両側のコントロール(電気穿孔とDMSO1μlのみの胎仔、電気穿孔のみの胎仔、何も処置しない胎仔)も死亡していた。
・500mM-100mM:胎仔は萎縮して死亡していたが、両側のコントロールは生存していた。
・10mM:胎仔は萎縮はしていなかったが死亡しており、両側のコントロールは生存していた。
・1mM:胎仔は生存しており、細胞移動も正常であった。
トリブチルスズ暴露によるCl^-ホメオスタシスへの影響
・[Cl^-]_iへの影響
トリブチルスズ暴露による[Cl^-]_iへの影響をみるため、トリブチルスズ30nM3日、処置したグループとコントロールグループの細胞にグラミシジン穿孔パッチクランプ法を適用し、[Cl^-]_iを測定したが、両グループ間で有意な差はみられなかった。
・GABA受容体への影響
トリブチルスズ暴露によるシナプス電流に変化が見られたことから、GABA_A受容体が変化していることが考えられる。トリブチルスズ30nM3日間暴露した細胞群とコントロール群の細胞のmRNAを抽出し、RT-PCR法を用いてGABA_A受容体のサブユニットα1-5、β1-3、γ1-3、δ、ε、と内部コントロールとしてβ-actin 14種類のmRNAの発現量を定性的に解析した。
培養神経細胞へのトリブチルスズ急性投与の影響
パッチクランプ法によりトリブチルスズ投与による記録を行ったが、急性投与にたいする影響は見られなかった。
低濃度トリブチルスズ暴露による神経細胞の発達に対する影響は、少なくとも数時間以上のオーダーでゆっくりと作用する機構が関わっているものと考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Characterization of newly cloned variant of rat glycine. (2005)
  • 著者名/発表者名: Inoue, K., Ueno, S., Yamada, J., Fukuda, A.
  • 雑誌名: BBRC 4327 ページ: 303-305
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Differential functional expression of cation-Cl- cotransporter mRNAs (KCC1, KCC2, and NKCC1) in rat trigeminal nervous system. (2005)
  • 著者名/発表者名: Toyoda, H., Yamada, J., et al.
  • 雑誌名: Molecular Brain Res. 133 ページ: 12-18
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Transgenic Expression Enhanced Green Fluorescent Protein Enables Direct Visualization for Physiological Studies of Vasopressin Neurons and Isolated Nerve Terminals of the Ra (2005)
  • 著者名/発表者名: Ueta, Y., Fujihara, H., Yamada et al.
  • 雑誌名: Endocrinology. 146 ページ: 406-413
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Characterization of newly cloned variant of rat glycine. (2005)
  • 著者名/発表者名: Inoue, K., Ueno, S., Yamada, J., Fukuda, A.
  • 雑誌名: BBRC. 4 327(1) ページ: 300-305
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Differential functional expression of cation-Cl-cotransporter mRNAs (KCC1, KCC2, and NKCC1) in rat trigeminal nervous system. (2005)
  • 著者名/発表者名: Toyoda, H., Yamada, J., Ueno, S., Okabe A., Kato, H., Sato K., Hashimoto, K, Fukuda, A.
  • 雑誌名: Molecular Brain Res.5 133(1) ページ: 12-18
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Transgenic Expression Enhanced Green Fluorescent Protein Enables Direct Visualization for Physiological Studies of Vasopressin Neurons and Isolated Nerve Terminals of the Rat. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ueta, Y., Fuj ihara, H., Serino, R., Dayanithi, G., Ozawa, H., Matsuda, K., Kawata, M., Yamada, J., Ueno, S., Fukuda, A., Murphy, D.
  • 雑誌名: Endocrinology. 146(1) ページ: 406-413
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Differential functional expression of cation-Cl- cotransporter mRNAs (KCC1,KCC2, and NKCC1) in rat trigeminal nervous system. (2005)
  • 著者名/発表者名: Toyoda, H., Yamada, J., et al.
  • 雑誌名: Molecular Brain Res. 133 ページ: 12-18
• [雑誌論文] Malfunction of respiratory related neuronal activity in Na^+, K^+-ATPase α2 subunit-deficient mice is due to abnormal Cl^- homeostasis in brainstem neurons (2004)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, K., Onimaru, H., Yamada, J., et al.
  • 雑誌名: J.Neurosci. 24 ページ: 10693-10701
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cl^- uptake promoting depolarizing GABA actions in immature rat neocortical neurones is mediated by NKCC1 (2004)
  • 著者名/発表者名: Yamada, J., Okabe., et al.
  • 雑誌名: J.Pysiol. 557 ページ: 829-841
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Interaction of neuron-specific K^+-Cl^- cotransporter, KCC2, with brain-type creatine kinase (2004)
  • 著者名/発表者名: Inoue K, Ueno S, Fukuda A
  • 雑誌名: FEBS Lett. 564 ページ: 131-135
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Neuroprotective effects of melatonin against anoxia/aglycemia stress, as assessed by synaptic potentials and superoxideproduction in rat hippocampal slices (2004)
  • 著者名/発表者名: Uchida K., Samejima M., Okabe A., Fukuda A.
  • 雑誌名: J.Pineal Res. 37 ページ: 215-222
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Effect of urinary trypsin inhibitor on potassium currents : fetus modulates membrane excitability by production of UTI (2004)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi, K., Fukuda, A., Kanayama, N.
  • 雑誌名: Acta Obstet.Gynecol.Scand. 83 ページ: 6-11
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Homogenous glycine receptor expression in cortical plate neurons and Cajal-Retzius cells of neonatal rat cerebral cortex. (2004)
  • 著者名/発表者名: Okabe, A., Fukuda A.et al.
  • 雑誌名: Neuroscience 123 ページ: 715-724
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Altered synaptic activities in cultures of neocortical neurons from prenatally X-irradiated rats (2004)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi, Fukuda, A., et al.
  • 雑誌名: Neurosci.Lett. 355 ページ: 61-64
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Experience-dependent changes in intracellular Cl^- regulation in developing auditory neurons. (2004)
  • 著者名/発表者名: Shibata S., Kakazu Y., Okabe A., Fukuda A., Nabekura J.
  • 雑誌名: Neuroscience Research 48 ページ: 211-220
  • NAID: 10014233221
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Malfunction of respiratory related neuronal activity in Na^+, K^+-ATPase α2 subunit-deficient mice is due to abnormal Cl^-homeostasis in brainstem neurons. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, K., Onimaru, H., Yamada, J., Inoue, K., Ueno, S., Onaka, T., Toyoda, H., Arata, A., Ishikawa, T., Taketo, M., Fukuda, A., Kawakami, K.
  • 雑誌名: J.Neurosci. 24 ページ: 10693-10701
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Cl^-uptake promoting depolarizing GABA actions in immature rat neocortical neurones is mediated by NKCC1. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yamada, J., Okabe., A., Toyoda, H., Kilb, W., Luhmann, H., Fukuda, A.
  • 雑誌名: J.Pysiol. 557 ページ: 829-841
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Interaction of neuron-specific K^+-Cl^-cotransporter, KCC2, with brain-type creatine kinase (2004)
  • 著者名/発表者名: Inoue K, Ueno S, Fukuda A.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 564 ページ: 131-135
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Neuroprotective effects of melatonin against anoxia/aglycemia stress, as assessed by synaptic potentials and superoxideproduction in rat hippocampal slices. (2004)
  • 著者名/発表者名: Uchida K., Samejima M., Okabe A., Fukuda A.
  • 雑誌名: J.Pineal Res. 37 ページ: 215-222
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Effect of urinary trypsin inhibitor on potassium currents : fetus modulates membrane excitability by production of UTI. (2004)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi, K., Fukuda, A., Kanayama, N.
  • 雑誌名: Acta Obstet.Gynecol.Scand. 83 ページ: 6-11
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Homogenous glycine receptor expression in cortical plate neurons and Cajal-Retzius cells of neonatal rat cerebral cortex. (2004)
  • 著者名/発表者名: Okabe, A., Kilb, W., Shimizu-Okabe, C., Hanganu, I.L., Fukuda, A., Luhmann, H.J.
  • 雑誌名: Neuroscience 123 ページ: 715-724
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Altered synaptic activities in cultures of neocortical neurons from prenatally X-iradiated rats. (2004)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi, K., Watanabe, K., Kawabata, M., Fukuda, A., Oohira, A.
  • 雑誌名: Neurosci.Lett. 355 ページ: 61-64
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Experience-dependent changes in intracellular Cl^-regulation in developing auditory neurons. (2004)
  • 著者名/発表者名: Shibata S., Kakazu Y., Okabe A., Fukuda A., Nabekura J.
  • 雑誌名: Neuroscience Research 48 ページ: 211-220
  • NAID: 10014233221
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Transgenic Expression Enhanced Green Fluorescent Protein Enables Direct Visualization for Physiological Studies of Vasoressin Neurons and Isolated Nerve Terminals of the Rat. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ueta, Y., Fujihara, H., Yamada et al.
  • 雑誌名: Endocrinology. 24 ページ: 406-413
• [雑誌論文] Malfunction of respiratory related neuronal activity in Na^+, K^-ATPase α2 subunit-deficient mice is due to abnormal Cl^- homeostasis in brainstem neurons. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ikeda, K., Onimaru, H., Yamada, J., et al.
  • 雑誌名: J.Neurosci. 557 ページ: 10693-10701
• [雑誌論文] Cl^- uptake promoting depolarizing GABA actions in immature rat neocortical neurones is mediated by NKCC1 (2004)
  • 著者名/発表者名: Yamada, J., Okabe., et al.
  • 雑誌名: J.Pysiol. 564 ページ: 829-841
• [雑誌論文] Neuroprotective effects of melatonin against anoxia/aglycemia stress, as assessed by synaptic potentials and superoxideproduction in rat hippoocampal slices (2004)
  • 著者名/発表者名: Uchida K., Samejima M., Okabe A., Fukuda A.
  • 雑誌名: J.Pineal Res. 37 ページ: 215-222
• [文献書誌] Toyoda, H., Ohno, K., Yamada, J.et al.: "Induction of NMDA and GABA_A receptors-mediated Ca^<2+> oscillations with KCC2 mRNA downregulation in injured facial motoneurons"J.Neurophysiol.. 89. 1353-1362 (2003)
• [文献書誌] Ikeda M, Toyoda H, Yamada J, et al.: "Differential development of cation-chloride cotransporters and Cl^- homeostasis contributes to differential GABAergic actions between developing rat visual cortex and dorsal lateral geniculate nucleus"Brain Res.. 12. 149-159 (2003)
• [文献書誌] Isomura Y, Sugimoto M, Fujiwara-Tsukamoto Y, Yamada J. et al.: "Synaptically activated Cl^- accumulation responsible for depolarizing GABAergic responses in mature hippocampal neurons"J Neurophysiol. 90. 2752-2756 (2003)
• [文献書誌] Nakanishi, K., Watanabe, K., Kawabata, M., Fukuda, A.et al.: "Altered synaptic activities in cultures of neocortical neurons from prenatally X-irradiated rats"Neurosci.Lett.. 355. 61-64 (2004)