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P2X受容体発現細胞を用いた脳組織細胞外ATP放出イメージング法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15650071
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 神経化学・神経薬理学
研究機関東京慈恵会医科大学

研究代表者

加藤 総夫  東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教授 (20169519)

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 *注記
3,300千円 (直接経費: 3,300千円)
2004年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2003年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
キーワードP2X受容体 / ATP / 脳スライス / 孤束核 / バイオセンサー / 海馬 / luciferin-luciferase / イメージング / 大脳皮質 / HEK293T
研究概要

脳組織におけるATPの細胞外放出をイメージングによって検証することが本研究の目的であった。昨年度、P2X_2受容体を発現させたHEK293T細胞がATP変化を検出し得るか検討したが、投与された外因性ATPに対する応答は長く持続的で、時間的な分解能が著しく低いこと、また、細胞間の発現効率の差のために十分な空間分解能が得られないことが判明した。以上より、細胞外代謝の速いATP濃度の変化を画像化するには、この方法は不適切であると結論した。そこで、本年度は新しい二つの試みを計画し実行した。第1は、超高感度光子検出カメラとluciferin-luciferase反応を用いて脳スライスにおける細胞外ATPを検出する試みである。海馬、大脳皮質、孤束核スライスにおいて電気刺激によるATP放出を画像化し得た。電気刺激による細胞外ATP濃度上昇は、(1)刺激電極の近傍に限局し、軸索終末近傍では観察されない、(2)テトロドトキシンによって消失しない、そして、(3)高K+濃度刺激によっては生じないことが明らかになった。これらは、脳スライスで電気刺激によってATPが放出されるとする現在までの報告の多くに重大な疑義を投げかける重要な結果である。第2は、バイオセンサーを用いた脳組織内局所的ATP濃度のリアルタイム計測である。同センサーは、2004年度までは開発国イギリス国内でしか使用できないという特許規定があったこと、また、開発者がヴェンチャー企業を設立し輸入手続に時間がかかったことなどから、研究代表者のもとに同センサーが届いたのは2005年1月であった。現在、同センサーを用いた脳スライスにおける細胞外ATP計測の実験を進行中である。以上より、本萌芽研究の目的は、当初の実験手法を変更したが、新たな方法を漸次採用することによって果たされ、萌芽段階ではない研究に進展しつつある。

報告書

(2件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2005 2004 2003 その他

すべて 雑誌論文 (15件) 図書 (1件) 文献書誌 (16件)

  • [雑誌論文] Visualization of extracellular ATP dynamics in the brain slice2005

    • 著者名/発表者名
      Kato F, Kawamura M, Shigetomi E
    • 雑誌名

      J Pharmacol Sci 97 Suppl I

      ページ: 117-117

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Direct excitation of inhibitory interneurons by extracellular ATP mrdiated by P2Y_1 receptors in the hippocampal slice2004

    • 著者名/発表者名
      Kawamura M, Gachet C, Inoue K, Kato F
    • 雑誌名

      J Neurosci 24

      ページ: 10835-10845

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Action potential-independent release of glutamate by Ca^<2+> entry through presynaptic P2X receptors elicits postsynaptic firing in the brainstem autonomic network2004

    • 著者名/発表者名
      Shigetomi E, Kato F
    • 雑誌名

      J Neurosci 24

      ページ: 3125-3135

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Attenuation of gap-junction-mediated signaling facilitated anesthetic effect of sevoflurane in the central nervous system of the rats2004

    • 著者名/発表者名
      Masaki E, Kawamura M, Kato F
    • 雑誌名

      Anesth Analg 98

      ページ: 674-652

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] ATP- and denosine-mediated signaling in the central nervous system2004

    • 著者名/発表者名
      Kato F
    • 雑誌名

      J Pharmacol Sci 94

      ページ: 87-87

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Synaptic purinoceptors - The stage for ATP to play its "dual-role"2004

    • 著者名/発表者名
      Kato F, Kawamura M, Shigetomi E, Tanaka J, Inoue K
    • 雑誌名

      J Pharmacol Sci 94

      ページ: 107-111

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A dual-role played by extracellular ATP in frequency-filtering of the nucleus tractus solitarii network2004

    • 著者名/発表者名
      Kato F, Shigetoi E, yamazaki K, Tsuji N, Takano K
    • 雑誌名

      Adv Exp Med Biol 551

      ページ: 151-156

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Presynaptic mechanism underlies large-amplitude miniature EPSCs during P2X receptor activation in the nucleus tractus solitarii2004

    • 著者名/発表者名
      Shigetomi E, Kato F
    • 雑誌名

      J Pharmacol Sci 94

      ページ: 229-229

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Modulation of the synaptic transmission by adenosine through presynaptic mechanisms in the nucleus of the solitary tract2004

    • 著者名/発表者名
      Tsuji N, Kato F
    • 雑誌名

      J Pharmacol Sci 94

      ページ: 228-228

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 細胞外ATPと中枢性呼吸調節2004

    • 著者名/発表者名
      加藤総夫
    • 雑誌名

      自律神経 41(1)

      ページ: 35-39

    • NAID

      10012958280

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Two distinct subpopulations of nestin-positive cells on adult mouse denate gyrus2003

    • 著者名/発表者名
      Fukuda S, Kato F, Tozuka Y, Yamaguchi M, Miyamoto Y, Hisatsune T
    • 雑誌名

      J Neurosci 23

      ページ: 9357-9366

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Differential increases on P2X receptor levels in rat vagal efferent neurons following a vagal nerve section2003

    • 著者名/発表者名
      Atkinson L, Shigetomi E, Kato F, Deuchars J
    • 雑誌名

      Brai Res 977

      ページ: 112-118

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Inspiration-promoting vagal reflex in anaesthetized rabbits after roastral dorsolateral pons lesions2003

    • 著者名/発表者名
      Takano K, Kato F
    • 雑誌名

      J Physiol (Lond) 550

      ページ: 973-983

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 細胞外ATPと自律神経機能2003

    • 著者名/発表者名
      加藤総夫
    • 雑誌名

      クリニカル・ニューロサイエンス 21

      ページ: 1419-1421

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 脳幹スライスにおけるパッチクランプ法を用いた脳幹ネットワークのシナプス伝達解析法2003

    • 著者名/発表者名
      加藤総夫, 繁冨英治, 川村将仁, 池田 亮
    • 雑誌名

      日薬理誌 121

      ページ: 255-263

    • NAID

      130000086134

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [図書] 呼吸のバイオロジー「呼吸の分子生物学・細胞生物学」2004

    • 著者名/発表者名
      加藤総夫
    • 出版者
      メディカル・サイエンス・インターナショナル
    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] Shigetomi E, Kato F: "Action potential-independent release of glutamate by Ca^<2+> entry through presynaptic P2X receptors elicits postsynaptic firing in the brainstem autonomic network"J Neurosci. 24(12). 3125-3135 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Masaki E, Kawamura M, Kato F: "Attenuation of gap-junction-mediated signaling facilitated anesthetic effect of sevoflurane in the central nervous system of the rats"Anesth Analg. 98. 647-652 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kato F: "ATP- and adenosine-mediated signaling in the central nervous system"J Pharmacol Sci. 94. 87 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kato F, Kawamura M, shigetomi E, Tanaka J, Inoue K: "Synaptic purinoceptors-The stage for ATP to play its "dual-role""J Pharmacol Sci. 94. 107-111 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Fukuda S, Kato F, Tozuka Y, Yamaguchi M, Miyamoto Y, Hisatsune T: "Two distinct subpopulations of nestin-positive cells in adult mouse dentate gyrus"J Neurosci. 23. 9357-9366 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kato F, Shigetomi E, Yamazaki K, Tsuji N, Takano K: "A dual-role played by extracellular ATP in frequency-filtering of the nucleus tractus solitarii network"Adv Exp Med Biol. (印刷中). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Atkinson L, Shigetomi E, Kato F, Deuchars J: "Differential increases in P2X receptor levels in rat vagal efferent neurons following a vagal nerve section"Brain Res. 977. 112-118 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Takano K, Kato F: "Inspiration-promoting vagal reflex in anaesthetized rabbits after rostral dorsolateral pons lesions"J Physiol(Lond). 550. 973-983 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 加藤総夫: "細胞外ATP自律神経機能"クリニカル・ニューロサイエンス. 21. 1419-1421 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 加藤総夫, 繁冨英治, 川村将仁, 池田 亮: "脳幹スライスにおけるパッチクランプ法を用いた脳幹ネットワークのシナプス伝達解析法"日薬理誌. 121. 255-263 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kawamura M, Kato F: "Modulation of hippocampal network activity through distinct purinergic mechanisms in the rat"Jpn J Physiol. 53Suppl. S103 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kato F, Shigetomi E, Takano K: "Possible involvement of P2X receptors in the nucleus of the solitary tract in the central respiratory control"Jpn J Physiol. 53Suppl. S123 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Shigetomi E, Kato F: "Presynaptic mechanism underlies large-amplitude miniature EPSCs during P2X receptor activation in the nucleus tractus solitarii"J Pharmacol Sci. 94. 229P (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Kawamura M, Kato F: "Excitation of inhibitory interneurons in the hippocaumpus by extracellular ATP"J Pharmacol Sci. 94. 179P (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Tsuji N, Kato F: "Modulation of the synaptic transmission by adenosine through presynaptic mechanisms in the nucleus of the solitary tract"J Pharmacol Sci. 94. 228P (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 加藤総夫: "細胞外ATPと中枢性呼吸調節"自律神経. 41(1)(印刷中). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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