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法医病態診断を目的とした血中から脳脊髄液への生理活性物質の選択的移行機序の解析

研究課題

研究課題/領域番号 20K10559
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58040:法医学関連
研究機関大阪公立大学 (2022)
大阪市立大学 (2020-2021)

研究代表者

石川 隆紀  大阪公立大学, 大学院医学研究科, 教授 (50381984)

研究分担者 谷 直人  大阪公立大学, 大学院医学研究科, 助教 (00802612)
池田 知哉  大阪公立大学, 大学院医学研究科, 講師 (10620883)
渡邊 美穂  大阪公立大学, 大学院医学研究科, 特任助教 (20845317)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード血液-脳脊髄液関門 / 血液中濃度 / 脳脊髄液濃度 / 4-AP / Energy drinks / caffeine / 中枢神経刺激薬 / 血管内皮細胞 / 脈絡叢上皮細胞 / カフェイン / 神経興奮誘発物質 / 低酸素・虚血 / ホルモン / 生理活性物質 / 血液脳脊髄液関門 / 培養細胞 / モデル細胞 / プロラクチン / 脈絡叢 / 毛細血管上皮細胞 / 神経細胞 / 低酸素
研究開始時の研究の概要

薬物は,経口ないし静脈注射などにより血中へ移行した後,一部の薬物は脳内に移行し,その薬理作用を発現する.これまでに,私どもは,覚醒剤や向精神薬などの薬物や生理活性物質の血中および脳脊髄液中の濃度を調べ,薬物や生理活性物質の病態生理学的意義について解析を続けてきた.その結果,薬物においては,血中濃度を1と仮定した場合,脳脊髄液濃度は必ずしも1ではなく,相関性が低い薬物も存在することを明らかにした.それらのことから,「どのような条件(環境)において,この脈絡叢上皮細胞が毛細血管の血管内皮細胞とともに血液から脳脊髄液への選択的物質輸送に関与しているのか」を明らかにすることが本研究の概要となる.

研究成果の概要

カフェインは、血液脳関門(Blood-Brain Barrier: BBB)を容易に通過することが知られている。しかし、血液脳脊髄液関門(Blood-Cerebrospinal fluid Barrier: BCSFB)におけるカフェインの動態については詳細な研究はない。本研究の結果、4APの濃度依存的に、CSF中のカフェイン濃度は低くなることが分かった。形態学的検討においても、脈絡叢上皮細胞がカフェインのCSFへの移行を阻害している可能性があると示唆する所見が観察された。これらの結果から、神経刺激薬とカフェインが同時に存在する場合、カフェインはBCSFBの通過を阻害されることが分かった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

剖検例における検討では,脳脊髄液に比較して血中のカフェイン濃度が高値を示した.BCSFBモデルを用いた培養実験では,4-APの濃度と投与後経過時間に依存して,カフェイン濃度が低値を示した.形態学的検討では,脈絡叢上皮細胞内に液胞の形成が観察された.BCSFBモデルにおいて血管内皮細胞と脈絡叢上皮細胞内のカフェイン濃度は,脈絡叢上皮細胞で高く検出される傾向にあることが認めらえた.それらの結果から,中枢神経刺激薬とともにカフェインが脈絡叢を通過する場合,カフェインの吸収が抑制されることが明らかとなり,抑制されたカフェインは脈絡叢上皮細胞内に貯留される可能性が示唆された.

報告書

(4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
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 1件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 10件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 17件) 図書 (2件) 備考 (3件) 学会・シンポジウム開催 (1件)

  • [国際共同研究] Augusta University/University of North Carolina-Wilmington/Drexel University College of Medicine(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Heidelberg University(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] University of Bonn(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Central Nervous System Stimulants Limit Caffeine Transport at the Blood-Cerebrospinal Fluid Barrier2022

    • 著者名/発表者名
      Ikeda-Murakami K, Tani N, Ikeda T, Aoki Y, Ishikawa T.
    • 雑誌名

      Int J Mol Sci

      巻: 35 号: 3 ページ: 1862-1862

    • DOI

      10.3390/ijms23031862

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Central nervous system stimulants promote nerve cell death under continuous hypoxia2022

    • 著者名/発表者名
      Ikeda-Murakami K, Ikeda T, Watanabe M, Tani N, Ishikawa T.
    • 雑誌名

      Hum Cell

      巻: 35 号: 5 ページ: 1391-1407

    • DOI

      10.1007/s13577-022-00734-0

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Morphological and biochemical changes in the pancreas associated with acute systemic hypoxia2021

    • 著者名/発表者名
      Morioka Fumiya、Tani Naoto、Ikeda Tomoya、Hirokawa Tatsuya、Ikeda Kei、Shida Alissa、Aoki Yayoi、Ishikawa Takaki
    • 雑誌名

      Human Cell

      巻: 34 号: 2 ページ: 400-418

    • DOI

      10.1007/s13577-020-00481-0

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluation of cytokines and structural proteins to analyze the pathology of febrile central nervous system disease2021

    • 著者名/発表者名
      Ikeda T, Tani N, Watanabe M, Hirokawa T, Ikeda K, Morioka F, Ishikawa T
    • 雑誌名

      Legal Medicine

      巻: 51 ページ: 101864-101864

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluation of the Relationships between Intestinal Regional Lymph Nodes and Immune Responses in Viral Infections in Children2021

    • 著者名/発表者名
      Aoki Y, Ikeda T, Tani N, Watanabe M, Ishikawa T
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 23 号: 1 ページ: 318-318

    • DOI

      10.3390/ijms23010318

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evaluation of cytokines and structural proteins to analyze the pathology of febrile central nervous system disease2021

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Tomoya、Tani Naoto、Watanabe Miho、Hirokawa Tatsuya、Ikeda Kei、Morioka Fumiya、Ishikawa Takaki
    • 雑誌名

      Legal Medicine

      巻: 51 ページ: 101864-101864

    • DOI

      10.1016/j.legalmed.2021.101864

    • 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
  • [雑誌論文] Acute abdominal disease with nonspecific symptoms in the elderly: A case series2021

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Kei、Ikeda Tomoya、Tani Naoto、Shida Alissa、Aoki Yayoi、Morioka Fumiya、Ishikawa Takaki
    • 雑誌名

      Journal of Forensic and Legal Medicine

      巻: 78 ページ: 102089-102089

    • DOI

      10.1016/j.jflm.2020.102089

    • 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
  • [雑誌論文] Thyroid-related hormones as potential markers of hypoxia/ischemia2020

    • 著者名/発表者名
      Tani Naoto、Ishikawa Mayumi、Watanabe Miho、Ikeda Tomoya、Ishikawa Takaki
    • 雑誌名

      Human Cell

      巻: 33 号: 3 ページ: 545-558

    • DOI

      10.1007/s13577-020-00341-x

    • 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
  • [雑誌論文] Cortisol levels after cold exposure are independent of adrenocorticotropic hormone stimulation2020

    • 著者名/発表者名
      Shida Alissa、Ikeda Tomoya、Tani Naoto、Morioka Fumiya、Aoki Yayoi、Ikeda Kei、Watanabe Miho、Ishikawa Takaki
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 15 号: 2 ページ: 0218910-0218910

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0218910

    • 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
  • [雑誌論文] Inferior mesenteric artery laceration associated with blunt abdominal trauma with Casper's sign in a physically abused child: An autopsy case and literature review2020

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Kei、Ikeda Tomoya、Tani Naoto、Shida Alissa、Aoki Yayoi、Morioka Fumiya、Ishikawa Takaki
    • 雑誌名

      Journal of Forensic and Legal Medicine

      巻: 74 ページ: 102001-102001

    • DOI

      10.1016/j.jflm.2020.102001

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Soluble Receptor for Glycation End-products Concentration Increases Following the Treatment of Severe Diabetic Ketoacidosis2020

    • 著者名/発表者名
      Hoffman William H.、Ishikawa Takaki、Blum James、Tani Naoto、Ikeda Tomoya、Artlett Carol M.
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Research in Pediatric Endocrinology

      巻: 12 号: 2 ページ: 160-167

    • DOI

      10.4274/jcrpe.galenos.2019.2019.0076

    • 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
  • [学会発表] カフェインおよび中枢神経刺激薬の乱用は,血液-脳脊髄液関門におけるカフェインの吸収を抑制する2022

    • 著者名/発表者名
      村上 慧, 渡邊美穂 池田知哉,谷 直人、廣川達也、森岡郁也、青木弥生、信太亜里紗、石川隆紀
    • 学会等名
      ヒト細胞学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A function of choroid plexus on movement of caffeine across the blood-cerebrospinal fluid barrier2022

    • 著者名/発表者名
      Kei Ikeda,Tomoya Ikeda,Naoto Tani ,Yayoi Aoki ,Takaki Ishikawa
    • 学会等名
      日本法医学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] カフェインおよび中枢神経刺激薬の乱用は,血液-脳脊髄液関門におけるカフェインの吸収を抑制する2021

    • 著者名/発表者名
      村上 慧, 渡邊美穂, 池田知哉,谷 直人,廣川達也,森岡郁也,青木弥生,信太亜里紗,石川隆紀
    • 学会等名
      第39回日本ヒト細胞学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 持続的低酸素状態における神経細胞に対する中枢神経刺激薬の影響2021

    • 著者名/発表者名
      村上 慧, 渡邊美穂, 池田知哉,谷 直人,廣川達也,森岡郁也,青木弥生,信太亜里紗,石川隆紀
    • 学会等名
      第39回日本ヒト細胞学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Biochemical and histopathological study of immunoglobulin A expression in mucosal tissue in cases of central nervous system dysfunction2021

    • 著者名/発表者名
      Aoki Y, Ikeda T, Tani N, Hirokawa T, Morioka F, Ikeda K, Shida A, Miyamoto K, Ishikawa T
    • 学会等名
      International Academy of Legal Medicine
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation and forensic significance of message substances in fat and muscle. A preliminary investigation2021

    • 著者名/発表者名
      Aoki Y, Ikeda T, Tani N, Hirokawa T, Morioka F, Ikeda K, Shida A, Miyamoto K, Ishikawa T
    • 学会等名
      International Academy of Legal Medicine
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Association between stimulant-controlled clock gene regulation and the expression of drug-metabolizing enzymes2021

    • 著者名/発表者名
      Tani N, Ikeda T, Hirokawa T, Oritani S, Ishikawa T
    • 学会等名
      International Academy of Legal Medicine
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Inflammatory cytokine-inhibiting mechanisms attributable to central nervous system disorders2021

    • 著者名/発表者名
      Ikeda T, Tani N, Watanabe M, Hirokawa T, Ikeda K, Morioka F, Ishikawa T
    • 学会等名
      International Academy of Legal Medicine
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Progression of fatty liver and blood leptin level. A preliminary study2021

    • 著者名/発表者名
      Aoki Y,Ikeda T, Tani N, Hirokawa T, Morioka F, Ikeda K, Shida A, Ishikawa T
    • 学会等名
      Deutsche Gesellschaft fur Rechtsmedizin
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of postmortem serum parathyroid hormone levels by cause of death in forensic autopsy cases2021

    • 著者名/発表者名
      Tani N, Ikeda T, Hirokawa T, Aoki Y, Ikeda K, Ishikawa T
    • 学会等名
      Deutsche Gesellschaft fur Rechtsmedizin
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The morphological changes of the nerve cell in hypoxia with the addition of drugs2021

    • 著者名/発表者名
      Ikeda K, Ikeda T, Tani N,Watanabe M, Hirokawa T, Morioka F, Shida A, Aoki Y, Ishikawa T
    • 学会等名
      Deutsche Gesellschaft fur Rechtsmedizin
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 覚醒剤による時計遺伝子への影響と薬物代謝酵素との関係性について2021

    • 著者名/発表者名
      谷 直人, 池田知哉, 廣川達也 , 織谷茂樹, 石川隆紀
    • 学会等名
      第105回日本法医学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 中枢神経傷害に起因する炎症性サイトカイン抑制機序に関する検討2021

    • 著者名/発表者名
      池田知哉,谷 直人,渡邊美穂,廣川 達也,森岡郁哉,池田 慧,信太亜里沙,青木弥生,石川隆紀
    • 学会等名
      第105回日本法医学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 急性全身性低酸素障害における膵臓の包括的検討2021

    • 著者名/発表者名
      森岡郁哉, 谷 直人, 池田知哉, 廣川達也, 池田 慧, 信太亜里紗, 青木弥生, 石川隆紀
    • 学会等名
      第105回日本法医学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] A survey of deaths in judical control areas in South Osaka2020

    • 著者名/発表者名
      Shida Alissa, Ikeda Kei, Aoki Yayoi, Tani Naoto, Ikeda Tomoya, Ishikawa Takaki.
    • 学会等名
      72st Annual Scientific Meeting American Academy of Forensic Science
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Death of a five-year-old child in a drum-type washing machine: an autopsy case report.2020

    • 著者名/発表者名
      Shida Alissa, Tani Naoto, Ikeda Tomoya, Ishikawa Takaki, Ikeda Kei, Aoki Yayoi
    • 学会等名
      72st Annual Scientific Meeting American Academy of Forensic Science
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The relationship between Wischnewski spots and stress hormones during hypothermia2020

    • 著者名/発表者名
      Shida Alissa, Ikeda Tomoya, Tani Naoto, Ishikawa Takaki, Ikeda Kei, Aoki Yayoi
    • 学会等名
      72st Annual Scientific Meeting American Academy of Forensic Science
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A rare autopsy case of inferior mesenteric artery laceration associated with blunt abdominal trauma in a physically abused child2020

    • 著者名/発表者名
      Shida Alissa, Ikeda Kei, Aoki Yayoi, Tani Naoto, Ikeda Tomoya, Ishikawa Takaki
    • 学会等名
      72st Annual Scientific Meeting American Academy of Forensic Science
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An evaluation of screening for drug use using postmortem prolactin(PRL) levels in serum2020

    • 著者名/発表者名
      Shida Alissa, Tani Naoto, Ikeda Kei, Ikeda Tomoya, Ishikawa Takaki, Aoki Yayoi
    • 学会等名
      72st Annual Scientific Meeting American Academy of Forensic Science
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of cytokines and structural proteins with the aim of analyzing the pathology if febrile central nervous system disorders2020

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Tomoya, Tani Naoto, Watanabe Miho, Hirokawa Tatsuya, Ikeda Kei, Ishikawa Takaki
    • 学会等名
      Germany society of legal medicine, Lucerne, Switzerland, 2020.
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Significance of immunohistochemical detection of respiratory syncytial virus2020

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Tomoya, Tani Naoto, Hirokawa Tatsuya, Ikeda Kei, Aoki Yayoi, Ishikawa Takaki
    • 学会等名
      Germany society of legal medicine, Lucerne, Switzerland, 2020.
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Central nervous system stimulants restrict the migration of caffeine across the blood-cerebrospinal fluid barrier.2020

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Kei, Ikeda Tomoya, Tani Naoto, Watanabe Miho, Hirokawa Tatsuya, Morioka Fumiya, Ishikawa Takaki
    • 学会等名
      Germany society of legal medicine, Lucerne, Switzerland, 2020.
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Central nervous system stimulants promote central neuron death in hypoxic condition.2020

    • 著者名/発表者名
      Ikeda Kei, Ikeda Tomoya, Tani Naoto, Watanabe Miho, Hirokawa Tatsuya, Shida Alissa, Aoki Yayoi, Ishikawa Takaki
    • 学会等名
      Germany society of legal medicine, Lucerne, Switzerland, 2020.
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] HANDBOOK of Forensic Medicine2022

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Ikeda, Naoto Tani, Takaki Ishikawa
    • 総ページ数
      1641
    • 出版者
      WILEY
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] Forensic Medicine and Human Cell Research2020

    • 著者名/発表者名
      Takaki Ishikawa
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      9789811322976
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] Severe diabetic ketoacidosis

    • URL

      https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7291407/pdf/JCRPE-12-160.pdf

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] Hand Book of Forensic Medicine

    • URL

      https://onlinelibrary.wiley.com/doi/book/10.1002/9781118570654

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] Forensic Medicine and Human cell Research

    • URL

      https://www.springer.com/gp/book/9789811322969

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] 第40回ヒト細胞学会2022

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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