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放射線治療後の脳機能低下を惹起しうるKCC2分子病態の解析

研究課題

研究課題/領域番号 19K19170
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分57060:外科系歯学関連
研究機関鹿児島大学

研究代表者

五十嵐 健人  鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 助教 (00822876)

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)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードKCC2 / 放射線 / 初代培養 / ライブセルイメージング / 動物行動解析 / 放射線照射 / 培養細胞 / 酸化ストレス / 初代培養神経細胞 / Fluo-4 / 新奇物体認識試験 / GABA / 認知
研究開始時の研究の概要

K+-Cl-トランスポーターであるKCC2は、神経細胞内のCl-イオン濃度を調節して正常な神経活動を保持している。本研究ではX線やガンマ線を照射した神経細胞の分子生物学的解析、さらにマウスを用いた行動学的解析を実施する。これら解析から放射線治療後の神経障害を低減する治療の新たな標的としてのKCC2の重要性を検証することを目的としている。

研究成果の概要

放射線治療はがんに対する有効な治療の一つである一方で、脳機能の低下を伴う恐れがある。一回あたりの線量を減らして複数回に分けて照射するなどの工夫が取られているが、生き残った神経細胞にどのような機能的変化を生じるか未だ不明な点も多い。本研究では細胞内から細胞外へ塩化物イオン濃度を排出しているカリウム-塩化物イオン共輸送タンパク質であるKCC2に着目し、放射線照射後のマウス神経細胞ではKCC2の発現が低下していることを明らかにした。さらに照射後のオキシトシン投与がKCC2の発現を促進し、放射線治療時の認知機能防護に有用な治療薬候補の一つであることを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

放射線治療は脳腫瘍の治療に有効な手段の一つである一方で正常な神経細胞にも影響を及ぼす恐れがあり、とくに若い患者ほど影響が顕著になるとされている。本課題では生後3-4週の幼若マウスに対して1.5Gyの線量を3日間繰り返して照射し、認知行動の低下とK-Cl共輸送タンパク質であるKCC2の発現低下を見出した。照射後にオキシトシンを投与したマウスにおいては認知行動の低下とKCC2の発現低下は見られなかった。オキシトシンは家族やペットとのスキンシップなど日常生活でも増加するとされており、本課題で得られた知見は、より安全な応用的治療開発に向けて役立てられるのではないかと期待される。

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

    (12件)

すべて 2022 2021 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Neuroprotective effect of oxytocin on cognitive dysfunction, DNA damage, and intracellular chloride disturbance in young mice after cranial irradiation2022

    • 著者名/発表者名
      Igarashi Kento、Iwai Haruki、Tanaka Koh-ichi、Kuwahara Yoshikazu、Kitanaka Junichi、Kitanaka Nobue、Kurimasa Akihiro、Tomita Kazuo、Sato Tomoaki
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 612 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2022.04.099

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Kamishoyosan (a Japanese traditional herbal formula), which effectively reduces the aggressive biting behavior of male and female mice, and potential regulation through increase of Tph1, Tph2, and Esr2 mRNA levels2021

    • 著者名/発表者名
      Igarashi Kento、Kuchiiwa Toshiko、Kuchiiwa Satoshi、Iwai Haruki、Tomita Kazuo、Sato Tomoaki
    • 雑誌名

      Brain Research

      巻: 1768 ページ: 147580-147580

    • DOI

      10.1016/j.brainres.2021.147580

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Analysis of the effects of oxytocin and vasopressin on mice showing high aggression in isolation-rearing2022

    • 著者名/発表者名
      Igarashi Kento, Kuchiiwa Satoshi, Kuchiiwa Toshiko, Tomita Kazuo, Tanaka Koh-ichi, Kitanaka Junichi, Kitanaka Nobue, Nishiyama Nobuyoshi, and Sato Tomoaki
    • 学会等名
      Neuro2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Oxytocin administration to head gamma-irradiated mice results in increased KCC2 mRNA expression through decreased phosphorylated CREB2022

    • 著者名/発表者名
      Kento Igarashi,Koh-ichi Tanaka,Junichi Kitanaka,Nobue Kitanaka,Nobuyoshi Nishiyama,Kazuo Tomita,Tomoaki Sato
    • 学会等名
      第96回 日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 隔離飼育ストレス負荷マウスの攻撃性と関連する行動的特徴の解析2022

    • 著者名/発表者名
      五十嵐健人、口岩俊子、口岩聡、富田和男、田中康一、北中純一、北中順惠、西山信好、佐藤友昭
    • 学会等名
      第95回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 加味逍遙散は隔離飼育マウスの噛みつき行動を低減する2021

    • 著者名/発表者名
      五十嵐健人、富田和男、佐藤友昭
    • 学会等名
      第71回日本東洋医学会学術総会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 加味逍遙散投与マウス背側縫線核におけるエストロゲン受容体αおよびβ発現の解析2021

    • 著者名/発表者名
      五十嵐健人、口岩俊子、口岩聡、岩井治樹、富田和男、佐藤友昭
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 幼若マウスおよび初代培養神経細胞に対する放射線照射とオキシトシンの防護効果の解析2021

    • 著者名/発表者名
      五十嵐健人、田中康一、北中純一、北中順惠、西山信好、富田和男、佐藤友昭
    • 学会等名
      第74回日本薬理学会西南部会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Kamishoyosan reduces aggressive behavior of isolated-reared mice toward inanimate objects and involvement of estrogen receptor β2021

    • 著者名/発表者名
      Igarashi Kento, Kuchiiwa Toshiko, Kuchiiwa Satoshi, Tomita Kazuo, Tanaka Koh-ichi, Kitanaka Junichi, Kitanaka Nobue, Nishiyama Nobuyoshi, Takemura Motohiko, and Sato Tomoaki
    • 学会等名
      第94回日本薬理学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] KCC2, a K+-Cl- co-transporter, is a possible target to attenuate the neuronal dysfunction that is associated with radiation therapy for brain tumor.2019

    • 著者名/発表者名
      Igarashi Kento, Tomita Kazuo, Tanaka Koh-ichi, Kuwahara Yoshikazu, Nishiyama Nobuyoshi, Kurimasa Akihiro and Sato Tomoaki
    • 学会等名
      第6回アジア神経精神薬理学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 放射線照射により惹起される脳機能障害に対する、K+-Cl-トランスポーターKCC2を標的とした薬物療法の有用性2019

    • 著者名/発表者名
      五十嵐健人、富田和男、田中康一、桑原義和、西山信好、栗政明弘、佐藤友昭
    • 学会等名
      第72回日本薬理学会西南部会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] An examination whether KCC2, a K+-Cl- co-transporter, is efficient as a target to attenuate the neuronal dysfunction that is associated with radiation therapy for brain tumor by using oxytocin.2019

    • 著者名/発表者名
      Igarashi Kento, Tomita Kazuo, Tanaka Koh-ichi, Kuwahara Yoshikazu, Kitanaka Junichi, Kitanaka Nobue, Nishiyama Nobuyoshi, Kurimasa Akihiro, Takemura Motohiko and Sato Tomoaki
    • 学会等名
      第93回日本薬理学会年会
    • 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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