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吸入麻酔薬の膜電位依存性イオンチャネルの制御に関わる分子機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K16445
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分55050:麻酔科学関連
研究機関滋賀医科大学

研究代表者

福島 豊  滋賀医科大学, 医学部, 助教 (10422891)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードKv1.5チャネル / 吸入麻酔薬 / デスフルラン / セボフルラン / 膜電位依存性イオンチャネル / 作用機構 / 標的分子 / hKv1.5チャネル
研究成果の概要

これまで、全身麻酔薬がGABAA受容体チャネルをはじめとするリガンド依存性イオンチャネルに対して直接作用を及ぼすことはアミノ酸レベルで明らかにされているが、膜電位依存性イオンチャネルに対する揮発性麻酔薬の作用機構は十分には明らかにされていない。
我々は、パッチクランプ法や部位特異的変異導入法、コンピューターシミュレーション法を用いて、デスフルランとセボフルランのヒトKv1.5(hKv1.5)チャネルの制御に関わる分子機構を検討した。デスフルランとセボフルランはともに、hKv1.5チャネルのポア領域に存在するアミノ酸に直接作用して、open-channelブロック作用を呈することを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

hKv1.5チャネルは、6回膜貫通型の構造をとり、5番目(S5)と6番目(S6)の膜貫通領域の間にイオンが通るポアが形成される。これらの基本構造は他の膜電位依存性イオンチャネルと同様であるため、得られた知見は吸入麻酔薬の膜電位依存性イオンチャネルへの作用機構を理解する上で貴重な情報を提供すると期待される。さらに、全身麻酔薬の麻酔作用や全身作用の発現に関わるイオンチャネルは、GABAA受容体チャネルをはじめとするリガンド依存性イオンチャネルのみならず、膜電位依存性イオンチャネルも重要な標的分子であるという知見は、新たな全身麻酔薬の開発においても重要な情報となり、麻酔科学の発展にも寄与できる。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (12件)

  • [雑誌論文] Elevation of propofol sensitivity of cardiac IKs channel by KCNE1 polymorphism D85N.2021

    • 著者名/発表者名
      A. Kojima, X. Mi, Y. Fukushima, W. G. Ding, M. Omatsu-Kanbe and H. Matsuura
    • 雑誌名

      Br J Pharmacol

      巻: 178 号: 13 ページ: 2691-2708

    • DOI

      10.1111/bph.15460

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Positive Inotropic Effects of ATP Released via the Maxi-Anion Channel in Langendorff-Perfused Mouse Hearts Subjected to Ischemia-Reperfusion2021

    • 著者名/発表者名
      Matsuura Hiroshi、Kojima Akiko、Fukushima Yutaka、Xie Yu、Mi Xinya、Sabirov Ravshan Z.、Okada Yasunobu
    • 雑誌名

      Frontiers in Cell and Developmental Biology

      巻: 9 ページ: 597997-597997

    • DOI

      10.3389/fcell.2021.597997

    • NAID

      120006974980

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 揮発性麻酔薬の作用に関わる分子メカニズム2021

    • 著者名/発表者名
      福島 豊, 小嶋 亜希子
    • 雑誌名

      臨床麻酔

      巻: 45 ページ: 17-24

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Open-channel blocking action of volatile anesthetics desflurane and sevoflurane on human voltage-gated Kv1.5 channel.2020

    • 著者名/発表者名
      Fukushima Y, Kojima A, Mi X, Ding WG, Kitagawa H, Matsuura H
    • 雑誌名

      Br J Pharmacol

      巻: in press 号: 16 ページ: 3811-3827

    • DOI

      10.1111/bph.15105

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A computational analysis of the effect of sevoflurane in a human ventricular cell model of long QT syndrome: Importance of repolarization reserve in the QT-prolonging effect of sevoflurane2020

    • 著者名/発表者名
      Kojima Akiko、Fukushima Yutaka、Itoh Hideki、Imoto Keiji、Matsuura Hiroshi
    • 雑誌名

      European Journal of Pharmacology

      巻: 883 ページ: 173378-173378

    • DOI

      10.1016/j.ejphar.2020.173378

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 麻酔薬の心臓洞房結節自動能に対する制御機構2019

    • 著者名/発表者名
      小嶋 亜希子, 福島 豊, 今宿 康彦, 北川 裕利, 松浦 博
    • 雑誌名

      麻酔

      巻: 68 ページ: 1280-1288

    • NAID

      40022088415

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transient receptor potential canonical channel channel blockers improve ventricular contractile functions after ischemia/reperfusion in a Langendorff-perfused mouse heart model2018

    • 著者名/発表者名
      Kojima Akiko、Fukushima Yutaka、Ito Yuki、Ding Wei-Guang、Kitagawa Hirotoshi、Matsuura Hiroshi
    • 雑誌名

      Journal of Cardiovascular Pharmacology

      巻: 71(4) 号: 4 ページ: 248-255

    • DOI

      10.1097/fjc.0000000000000566

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] デスフルランはNav1.5チャネルの速い不活性化を過分極側にシフトさせる2022

    • 著者名/発表者名
      福島 豊, 小嶋 亜希子, 石原 真理子, 清水 盛浩, 湯浅 真由美, 北川 裕利
    • 学会等名
      日本麻酔科学会第69回学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] セボフルランのIKsチャネル抑制作用は、副サブユニットをコードするKCNE1遺伝子の一塩基多型D85Nにより増強し、特にβ受容体刺激時におけるセボフルランによるQT延長作用を増強する2022

    • 著者名/発表者名
      小嶋 亜希子, 伊藤 有紀, 福島 豊, 今宿 康彦, 北川 裕利
    • 学会等名
      日本麻酔科学会第69回学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] デスフルランはヒト心筋の膜電位依存性カリウムチャネルに対して異なった抑制作用を発揮する2020

    • 著者名/発表者名
      福島 豊, 小嶋 亜希子, 石原 真理子, 清水 盛浩, 湯浅 真由美, 北川 裕利
    • 学会等名
      日本麻酔科学会第67回学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] セボフルランのIKsチャネル抑制作用は、βサブユニットをコードするKCNE1遺伝子の一塩基多型D85Nにより増強し、セボフルランによるQT延長作用を増強する2020

    • 著者名/発表者名
      小嶋 亜希子, 伊藤 有紀, 福島 豊, 今宿 康彦, 北川 裕利
    • 学会等名
      日本麻酔科学会第67回学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Oxgen reserve index (ORi)モニタリングによる、体位変換前の吸入酸素濃度とBMIが無呼吸中の全身酸素予備能に及ぼす影響の検討2020

    • 著者名/発表者名
      澤崎 史弥, 小嶋 亜希子, 河島 愛莉奈, 竹田 叶佳, 福島 豊, 北川 裕利
    • 学会等名
      日本麻酔科学会第67回学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] プロポフォールによるHCN2チャネルおよびHCN4チャネルの抑制作用は交感神経緊張時に減弱する2020

    • 著者名/発表者名
      清水 盛浩, 小嶋 亜希子, 石原 真理子, 福島 豊, 北川 裕利
    • 学会等名
      日本麻酔科学会第67回学術集会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 揮発性麻酔薬は膜電位依存性ヒトKv1.5(hKv1.5)チャネルに対してそのポア領域のアミノ酸に直接作用して抑制作用を発揮する2019

    • 著者名/発表者名
      福島 豊, 小嶋 亜希子, 清水 盛浩, 石原 真理子, 高橋 完, 北川 裕利
    • 学会等名
      日本麻酔科学会第66回学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] IKsチャネルのβサブユニットをコードするKCNE1遺伝子の一塩基多型D85Nはプロポフォール感受性を増強し、プロポフォール投与中のQT延長の危険因子となりうる2019

    • 著者名/発表者名
      小嶋 亜希子, 伊藤 有紀, 福島 豊, 今宿 康彦, 高橋 完, 北川 裕利
    • 学会等名
      日本麻酔科学会第66回学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] デクスメデトミジンは心臓洞房結節細胞のイミダゾリン受容体に直接作用して徐脈作用を引き起こす2019

    • 著者名/発表者名
      石原 真理子, 小嶋 亜希子,湯浅 真由美, 清水 盛浩, 福島 豊, 北川 裕利
    • 学会等名
      日本麻酔科学会第66回学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] プロポフォールによるHCN4チャネルの抑制作用は交感神経緊張時に減弱する2019

    • 著者名/発表者名
      清水 盛浩, 小嶋 亜希子, 石原 真理子, 福島 豊, 高橋 完, 北川 裕利
    • 学会等名
      日本麻酔科学会第66回学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 揮発性麻酔薬は膜電位依存性ヒトKv1.5 (hKv1.5) チャネルに対してそのポア領域のアミノ酸に直接作用して抑制作用を発揮する。2019

    • 著者名/発表者名
      福島 豊、小嶋 亜希子、清水 盛浩、石原 真理子、高橋 完、北川 裕利
    • 学会等名
      日本麻酔科学会第66回学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] デスフルランは膜電位依存性ヒトKv1.5(hKv1.5)を構成するアミノ酸に直接作用して抑制作用を発揮する。2018

    • 著者名/発表者名
      福島 豊、小嶋 亜希子、石原 真理子、清水 盛浩、瀬戸 倫義、北川裕利
    • 学会等名
      日本麻酔科学会第65回学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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