魚類の苦痛を軽減させる炭酸麻酔の作用機序解明

• 研究課題/領域番号: 18K05830
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分40040:水圏生命科学関連
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 松原 創 金沢大学, 生命理工学系, 教授 (50459715)
• 研究分担者: 渡邉 研一 東京農業大学, 生物産業学部, 教授 (20426315)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 魚類麻酔 / 炭酸 / ストレス / 可視化 / 魚類福祉 / 炭酸麻酔作用機序 / ストレス可視化 / 炭酸ガス / ストレス軽減 / 体表色彩 / 背地適応 / 両側回遊 / 炭酸取り込み / 炭酸麻酔 / 麻酔作用機序 / 苦痛軽減

研究成果の概要

水棲変温動物で鰓呼吸をおこなう魚類における麻酔作用機序は、哺乳類のそれと同じように脳および中枢神経などの神経活動を抑制し、苦痛を軽減しているか不明である。本研究では背地適応し、遊泳能が低く観察しやすい水産重要魚ヒラメをもちい、塩化カリウムによりストレスを人為的に引き起こし、最初のストレス対応である体表色の変化の数値化、つまり「ストレスの可視化」に成功した。そして、塩化カリウムストレス後、種々の麻酔に浸漬したヒラメ既知ストレス因子を調べ、「炭酸が既存麻酔の中で最も魚類のストレスを軽減する」ことを示し、魚類炭酸麻酔作用機序の一端を解明した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

麻酔に関する知見は哺乳類では豊富であるが、魚類の多くは水棲変温動物であり、代謝や呼吸中枢の酸素圧低下に対する耐性などがそれと異なるため、哺乳類の麻酔剤が使えないことも多い。本研究により、「炭酸」が、他の既存麻酔剤に比べ、ストレスを軽減することを見出した。この成果は現存するストレス軽減魚類麻酔剤として炭酸を各機関に紹介し、魚類福祉に大きく貢献できると確信している。

研究成果

• [雑誌論文] Glyoxal‐induced formation of advanced glycation end‐products in type 1 collagen decreases both its strength and flexibility in vitro (2021)
  • 著者名/発表者名: Kitamura Kei‐ichiro、Hirayama Jun、Tabuchi Yoshiaki、Minami Takao、Matsubara Hajime、Hattori Atsuhiko、Suzuki Nobuo
  • 雑誌名: Journal of Diabetes Investigation 巻: 12 号: 9 ページ: 1555-1559
  • DOI: 10.1111/jdi.13528
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Expression dynamics of the genes for the hypothalamo-pituitary-gonadal axis in tiger puffer (Takifugu rubripes) at different reproductive stages (2021)
  • 著者名/発表者名: Zahangir Md. Mahiuddin、Matsubara Hajime、Ogiso Shouzo、Suzuki Nobuo、Ueda Hiroshi、Ando Hironori
  • 雑誌名: General and Comparative Endocrinology 巻: 301 ページ: 113660-113660
  • DOI: 10.1016/j.ygcen.2020.113660
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] ヤツメウナギ類（カワヤツメ、シベリアヤツメ）の好中球の形態学的および細胞化学的特徴 (2021)
  • 著者名/発表者名: 近藤昌和, 安本信哉, 松原創
  • 雑誌名: 水産大学校研究報告 巻: 69 ページ: 41-49
  • NAID: 120007089480
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expression of sclerostin in the regenerating scales of goldfish and its increase under microgravity during space flight (2020)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, T., Ikegame, M., Hirayama, J., Kitamura, K., Tabuchi, Y., Furusawa, Y., Sekiguchi, T., Endo, M., Mishima, H., Seki, A., Yano, S., Matsubara H., Hattori, A. and Suzuki, N.
  • 雑誌名: Biomedical Research 巻: 41 号: 6 ページ: 279-288
  • DOI: 10.2220/biomedres.41.279
  • NAID: 130007948844
  • ISSN: 0388-6107, 1880-313X
  • 年月日: 2020-12-01
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Detection of RANKL-producing cells and osteoclastic activation by the addition of exogenous RANKL in the regenerating scales of goldfish. (2020)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, T., Ikegame, M., Kawago, U., Tabuchi, Y., Hirayama, J., Sekiguchi, T., Furusawa, Y., Yachiguchi, K., Matsubara, H., Urata, M., Hattori, A. and Suzuki, N.
  • 雑誌名: Biological Science in Space 巻: 34 号: 0 ページ: 34-40
  • DOI: 10.2187/bss.34.34
  • NAID: 130007884615
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Morphologies and population genetic structures of the eight-barbel loach of the genus Lefua on southern Sakhalin (2020)
  • 著者名/発表者名: Machida Yoshiyasu、Kanaiwa Minoru、Shedko Sergey V.、Matsubara Hajime、Kobayashi Hirozumi、Mandagi Ixchel F.、Ooyagi Akira、Yamahira Kazunori
  • 雑誌名: Ichthyological Research 巻: 68 号: 2 ページ: 239-248
  • DOI: 10.1007/s10228-020-00783-1
  • NAID: 40022547174
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Oral administration of melatonin contained in drinking water increased bone strength in naturally aged mice (2020)
  • 著者名/発表者名: Igarashi-Migitaka Junko、Seki Azusa、Ikegame Mika、Honda Masato、Sekiguchi Toshio、Mishima Hiroyuki、Shimizu Nobuaki、Matsubara Hajime、Srivastav Ajai K.、Hirayama Jun、Maruyama Yusuke、Kamijo-Ikemori Atsuko、Hirata Kazuaki、Hattori Atsuhiko、Suzuki Nobuo
  • 雑誌名: Acta Histochemica 巻: 122 号: 6 ページ: 151596-151596
  • DOI: 10.1016/j.acthis.2020.151596
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Influence of Benz[a]anthracene on Bone Metabolism and on Liver Metabolism in Nibbler Fish, Girella punctata (2020)
  • 著者名/発表者名: Zanaty Mohamed I.、Sawada Niina、Kitani Yoichiro、Nassar Hossam F.、Mahmoud Hamada M.、Hayakawa Kazuichi、Sekiguchi Toshio、Ogiso Shouzo、Tabuchi Yoshiaki、Urata Makoto、Matsubara Hajime、Takeuchi Yutaka、Hattori Atsuhiko、Srivastav Ajai K.、Amornsakun Thumronk、Suzuki Nobuo
  • 雑誌名: International Journal of Environmental Research and Public Health 巻: 17 号: 4 ページ: 1391-1391
  • DOI: 10.3390/ijerph17041391
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Changes in Sex Steroids and Ovarian Steroidogenic Enzyme mRNA Levels in Artificially Maturing Japanese Eel (Anguilla japonica) and Naturally Maturing New Zealand Longfin Eel (Anguilla dieffenbachii) during Vitellogenesis (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsubara Hajime、Lokman P. Mark、Kazeto Yukinori、Okumura Hiromi、Ijiri Shigeho、Hirai Toshiaki、Young Graham、Adachi Shinji、Yamauchi Kohei
  • 雑誌名: Fishes 巻: 4 号: 4 ページ: 52-52
  • DOI: 10.3390/fishes4040052
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Gadolinium at Low Concentration Suppresses both Osteoclastic and Osteoblastic Activities in the Scales of Goldfish (2019)
  • 著者名/発表者名: Suzuki Nobuo、Watanabe Kazuki、Sekimoto Aika、Urata Makoto、Zanaty Mohamed Ibrahim、Sekiguchi Toshio、Kitani Yoichiro、Matsubara Hajime、Srivastav Ajai Kumar、Hattori Atsuhiko
  • 雑誌名: American Journal of Environmental Sciences 巻: 15 号: 4 ページ: 137-144
  • DOI: 10.3844/ajessp.2019.137.144
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Physiological Role of a Calcitonin-Like Substance in the Life Cycle of the Lamprey, Lampetra japonica (Cyclostomata) (2019)
  • 著者名/発表者名: Nobuo Suzuki、Toshio Sekiguchi、Koji Yachiguchi、Makoto Urata、Yasuko Kinoshita、Hajime Matsubara、Kiyoshi Asahina、Akira Kambegawa、Ajai Kumar Srivastav
  • 雑誌名: International Journal of Zoological Investigations 巻: 05 号: 02 ページ: 23-30
  • DOI: 10.33745/ijzi.2019.v05i02.003
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Development of a system for measuring calcitonin in the stingray Dasyatis akajei (a cartilaginous fish): the possible involvement of stingray calcitonin in gonadal development (2019)
  • 著者名/発表者名: Takagi Takashi、Sekiguchi Toshio、Sasayama Yuichi、Hattori Atsuhiko、Watanabe Takushi X.、Kitani Yoichiro、Tabuchi Yoshiaki、Matsubara Hajime、Srivastav Ajai K.、Hai Tran Ngoc、Amornsakun Thumronk、Suzuki Nobuo
  • 雑誌名: International Aquatic Research 巻: 11 号: 3 ページ: 267-276
  • DOI: 10.1007/s40071-019-00236-0
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Infection status of commercial fish with cystacanth larvae of the genus Corynosoma (Acanthocephala: Polymorphidae) in Hokkaido, Japan (2019)
  • 著者名/発表者名: Sasaki Mizuki、Katahira Hirotaka、Kobayashi Mari、Kuramochi Toshiaki、Matsubara Hajime、Nakao Minoru
  • 雑誌名: International Journal of Food Microbiology 巻: 305 ページ: 108256-108256
  • DOI: 10.1016/j.ijfoodmicro.2019.108256
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] 深海性高級魚キチジの種苗生産に関する研究-VI (2019)
  • 著者名/発表者名: 松原創,春見達郎,岩田大輔,小林寛,永見新,横田高士,中野美和,松原孝博,鈴木信雄,柳町隆造
  • 学会等名: 日本水産学会春季大会
• [学会発表] ニホンザリガニの生殖腺形態の周年変化 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小林寛,松原創,永見新,鈴木信雄,中田和義
  • 学会等名: 日本水産学会春季大会
• [学会発表] 海水魚と淡水魚精子の卵門侵入 (2019)
  • 著者名/発表者名: 松原創,春見達郎,小林寛,永見新,横田高士,中野美和,市村政樹,近藤昌和,鈴木信雄,柳町隆造
  • 学会等名: 日本水産学会春季大会
• [学会発表] 魚類における炭酸ガスの麻酔作用 (2019)
  • 著者名/発表者名: 松原創,小林寛,重松惇志,永見新,近藤昌和,鈴木信雄
  • 学会等名: 日本水産学会秋季大会
• [学会発表] シシャモの初期発生を制御する環境要因 (2019)
  • 著者名/発表者名: 林寛,高橋優太,大倉俊介,重松惇志,永見新,中尾勝哉,川崎琢真,山口浩志,横田高士,中野美和,春見達朗,鈴木信雄,松原創
  • 学会等名: 日本水産学会秋季大会
• [学会発表] 深海性高級魚キチジの種苗生産に関する研究-V (2019)
  • 著者名/発表者名: 松原創、春見達郎、岩田大輔、小林寛、永見新、横田高士、中野美和、松原孝博、鈴木信雄、柳町隆造
  • 学会等名: 平成31年度日本水産学会春期大会
• [学会発表] 海水魚と淡水魚精子の卵門侵入 (2019)
  • 著者名/発表者名: 松原創、春見達郎、小林寛、永見新、横田高士、中野美和、市村政樹、近藤昌和、鈴木信雄、柳町隆造
  • 学会等名: 平成31年度日本水産学会春期大会
• [学会発表] ニホンザリガニの生殖腺形態の周年変化 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小林寛、松原創、永見新、鈴木信雄、中田和義
  • 学会等名: 平成31年度日本水産学会春期大会
• [学会発表] General aquaculture in Japan (2018)
  • 著者名/発表者名: Hajime Matsubara
  • 学会等名: Joint Symposium between Kanazawa University and Prince of Songkla University on Recent Advances in Marine Science, Aquaculture and Food Technology
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Fish fertilization -Fish sperm into egg through the micropyle - (2018)
  • 著者名/発表者名: Hajime Matsubara, Tatsuro Harumi, Arata Nagami, Hiroshi Kobayashi,Masakazu Kondoh, Masaki Ichimura and Ryuzo Yanagimachi
  • 学会等名: Joint Symposium between Kanazawa University and Prince of Songkla University on Recent Advances in Marine Science, Aquaculture and Food Technology
  • 国際学会
• [学会発表] The carbon dioxide as fish anesthetic (2018)
  • 著者名/発表者名: Arata Nagami,Hiroshi,Kobayashi, Masakazu Kondoh and Hajime Matsubara
  • 学会等名: Joint Symposium between Kanazawa University and Prince of Songkla University on Recent Advances in Marine Science, Aquaculture and Food Technology
  • 国際学会
• [学会発表] Reproduction of endangered Japanese crayfish, Cambaroides japonicus (2018)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Kobayashi, Arata Nagami, Masakazu Kondoh, Kazuyoshi Nakata and Hajime Matsubara
  • 学会等名: Joint Symposium between Kanazawa University and Prince of Songkla University on Recent Advances in Marine Science, Aquaculture and Food Technology
  • 国際学会
• [図書] 魚類学の百科事典 (2018)
  • 著者名/発表者名: 日本魚類学会編集
  • 総ページ数: 718
  • 出版者: 丸善出版株式会社