| 研究課題/領域番号 |
22K07377
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分51030:病態神経科学関連
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| 研究機関 | 昭和大学 |
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研究代表者 |
池田 啓子 昭和大学, 歯学部, 客員教授 (10265241)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2024年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | ナトリウムポンプ / アスコルビン酸 / 遺伝子改変マウス / 電気生理学的解析 / 神経疾患 / Naポンプ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
Na ポンプαサブユニット遺伝子変異を原因とする複数のNa ポンプ神経疾患では、身体的/精神的ストレスが引き金となり、疾患が発症しジストニアや頭痛などの発作がおこる。応募者はNa ポンプ神経疾患病態モデルマウスを使った先行研究で、引き金となるトリガー物質の一つが脳内アスコルビン酸で、その量の低下が症状発現に繋がることをつきとめた。本研究は、病態モデルマウスを用い、脳内アスコルビン酸量の低下が神経細胞と神経回路に及ぼす影響を電気生理学的に明らかにし、アスコルビン酸投与による症状抑制の検証を目的とする。本研究計画の達成は、神経系でのアスコルビン酸の新規役割を分子レベルで理解することを導く。
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| 研究実績の概要 |
NaポンプはATPの加水分解エネルギーを用いて、NaイオンとKイオンを輸送する能動輸送酵素で、αとβの２つのサブユニットからなる。 Naポンプによって維持される形質膜を隔てたNaイオンやKイオンの濃度勾配は、 グルコースなどの栄養分やイオンの輸送、 浸透圧の制御に利用される。つまりNa ポンプは生存に必須な蛋白質である。近年Na ポンプαサブユニット遺伝子変異を原因とする複数の神経疾患が報告されてきた。疾患は多岐にわたるものの、共通した特徴がある。1つは身体的/精神的ストレスが引き金となり、疾患の発症やジストニアや頭痛などの発作がおこるという点である。この点についての病態解明を目的とした。Na ポンプ神経疾患病態モデルマウスを使った先行研究で、引き金となるトリガー物質の一つが脳内アスコルビン酸であり、その量の低下が症状発現に繋がることをつきとめている。今年度は以下２点について集中的に実験を行った。１、脳内アスコルビン酸量が恒常的に低下したマウス新生仔の脳幹を使って、呼吸中枢神経系動作に及ぼす影響を電気生理学的に解析した。具体的には、酸素化された生理食塩水が還流するシャーレの中に摘出脳幹（延髄と脊髄）を置き、横隔神経活動を導出した。２、一過性身体ストレスとして、体温上昇(温風による直腸温39℃)による症状発現閾値の検討、ストレスの身体モニターとして、体温のほか、血圧、脈拍数を測定した。１の結果：アスコルビン酸が恒常的に低下しているマウスでは、横隔神経（C4)の活動が、野生型と比べて不規則で頻度が低かった。数時間後に活動上昇がみられたが、野生型には及ばなかった。また、炭酸ガス応答がほとんど観察できなかった。具体的にはシャーレにアプライする炭酸ガス濃度を高くしたり低くしたりし、反応をみた。２の結果：予想通り、アスコルビン酸が低下したマウスでは、運動障害が出現する閾値が低かった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
実験に使うメスマウスの出生数が少ないため、子孫が作れず、必要な実験数が獲得できない状態が恒常的に続いている。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、安定的なマウス供給システムを整える。ストレスとして体温上昇に加え、拘束ストレス（50ｍＬチューブ10 分間)について、調べる。精神的ストレスとして、生後1 ヶ月から広いケージでの一匹飼い法を用いる。電気生理学的解析の、炭酸ガス応答性低下は、画期的発見（炭酸ガスセンサーの同定）につながる可能性があるため、例数を増やし、炭酸ガス濃度のより細かに設定して実験を行う。
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