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膜受容体の流動性とシグナル伝達の関係性から見た揮発性麻酔薬作用機序の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K09373
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55050:麻酔科学関連
研究機関香川大学

研究代表者

小野 純一郎  香川大学, 医学部, 協力研究員 (90363217)

研究分担者 樺山 一哉  大阪大学, 大学院理学研究科, 准教授 (00399974)
坂内 博子  早稲田大学, 理工学術院, 教授 (40332340)
鈴木 辰吾  香川大学, 医学部, 准教授 (50451430)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード揮発性麻酔薬 / 作用機序 / 膜流動性 / シグナル伝達 / ライブセルイメージング / 麻酔メカニズム / 細胞膜の流動性 / 量子ドット / 側方拡散 / 膜受容体 / 流動性 / 糖取り込み / GABAA受容体
研究開始時の研究の概要

揮発性麻酔薬は手術における全身麻酔で日常的に用いられているが、その作用機序については諸説あり、現在においても確定していない。本研究は、揮発性麻酔薬の作用機序の解明を目的とするものである。この研究では、揮発性麻酔薬が受容体タンパク質の流動性を高めることで細胞内へのシグナル伝達を修飾すると仮説を立てて実証を行う。方法論的には生きた細胞膜を用いたライブセルイメージング技術を用いて麻酔作用の可視化を計画している点が、他の研究には見られないユニークな点である。

研究成果の概要

揮発性麻酔薬の作用メカニズムは未だ不明な点が多い.本課題は麻酔メカニズムの解明を目的としており、特徴として量子ドット1分子ライブイメージング法を用いて研究を行った。量子ドットを用いる利点は、シナプス間隙の受容体タンパク質を標識できることである。GABAA受容体を量子ドットで標識したラット脳細胞に揮発性麻酔薬イソフルランを作用させ、細胞膜上での受容体の動態を解析した。その結果、イソフルランを作用させるとGABAA受容体の拡散係数は増加し、その局在はシナプス内に移動して集積していた。また、興奮性シナプス伝達の中心的役割を持つAMPA受容体の動態も調べたが、GABAA受容体と同じ傾向を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

揮発性麻酔薬の作用機序は不明な点が多い。これまでの知見によると、揮発性麻酔薬は生体機能を司るタンパク質に作用することは確実と言える。しかし、揮発性麻酔薬は生体内で同時に複数の系に影響を及ぼす「多部位作用性」という特徴を持つため、作用機序の全貌を掴むことは容易ではない。そこで本課題では、受容体タンパク質への直接作用を解析するというアプローチではなく、生体膜上における受容体の流動性が細胞内へのシグナル伝達に影響を及ぼすという仮説の基に研究を行った。このようなアプローチで麻酔作用機序の解明を進めている研究は他に類を見ない。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2021 2020

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] 麻酔薬による GABAA受容体拡散運動への影響2021

    • 著者名/発表者名
      桜井繁雄、片桐太郎、小野純一郎、坂内博子
    • 学会等名
      日仏生物学会第194回例会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The diffusion dynamics and the distribution of GABAA receptor influenced by the isoflurane2021

    • 著者名/発表者名
      Shigeo Sakuragi, Junichiro Ono, Hiroko Bannai
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] イソフルランはマウス脂肪細胞の糖取り込みを抑制する2020

    • 著者名/発表者名
      小野純一郎、二瓶渉、石橋直子、樺山一哉、白神豪太郎
    • 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
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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