ガス分子依存性多元的情報伝達系を標的とした脳エネルギー代謝・血流制御機構の解明

• 研究課題/領域番号: 24500448
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経化学・神経薬理学
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 梶村 眞弓 慶應義塾大学, 医学部, 准教授 (10327497)
• 研究分担者: 石川 眞実 (石川 真実) 自治医科大学, 医学部, 准教授 (60212859)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2014年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2012年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 脳血流代謝カップリング / 虚血 / 低酸素 / ガスバイオロジー / 質量分析イメージング / 一酸化炭素 / SERS imaging / neurovascular coupling / 低酸素応答 / 脳循環代謝 / 硫化水素 / heme oxygenase / 脳血流循環代謝 / neruovascular coupling

研究成果の概要

ガスを含む低分子代謝物は、金属と相互作用して微弱な振動分光学的信号を発する性質をもつ。また金属ナノ粒子の表面に吸着した分子のラマン散乱強度が、数桁も増強する現象が発見され、シグナル増強に活用されるようになった。我々は、アルミの水熱処理によってベーマイトというナノ微細凹凸構造が容易に形成されることを利用し、その上に金原子を蒸着し、高い表面増強ラマン散乱活性を有する“Gold Nanocoral”(金のナノサンゴ礁)という新規ナノ構造の量産開発に成功したラマンイメージング技術を駆使すると、広い視野で生体ガス分子の分布や量が超高感度でアセスメントできる可能性がある。

研究成果

• [雑誌論文] Large-area surface-enhanced Raman spectroscopy imaging of brain ischemia by gold nanoparticles grown on random nanoarrays oftransparent boehmite, (2015)
  • 著者名/発表者名: 1.Yamazoe S, Naya M, Shiota M, Morikawa M, Kubo A, Tani T, Hishiki T, Horiuchi T, Suematsu M, and Kajimura M
  • 雑誌名: ACS Nano 巻: 8 号: 6 ページ: 5622-5632
  • DOI: 10.1021/nn4065692
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Therapeutic hypothermia achieves neuroprotection via a decrease in acetylcholine with a concurrent increase in carnitine in the neonatal hypoxia-ischemia (2015)
  • 著者名/発表者名: 2.Takenouchi T, Sugiura Y, Morikawa T, Nakanishi T, Nagahata Y, Sugioka T, Honda K, Kubo A, Hishiki T, Matsuura T, Hoshino T, Takahashi T, Suematsu M, and Kajimura M
  • 雑誌名: Journal of Cerebral Blood Flow & Metabolism 巻: 35 号: 5 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1038/jcbfm.2014.253
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Visualization and quantification of cerebral metabolic fluxes of glucose in the awake mice (2014)
  • 著者名/発表者名: Sugiura Y, Honda K, Kajimura M, and Suematsu M
  • 雑誌名: Proteomics 巻: 14 号: 7-8 ページ: 829-838
  • DOI: 10.1002/pmic.201300047
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cilostazol strengthens the endothelial barrier of postcapillary venules from the rat mesentery in situ (2014)
  • 著者名/発表者名: 2. Sugiura Y, Morikawa T, Takenouchi T, Suematsu M, and Kajimura M
  • 雑誌名: Phlebology 巻: in press 号: 9 ページ: 594-599
  • DOI: 10.1177/0268355513497361
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gas biology : Tiny molecules controlling metabolic systems (2012)
  • 著者名/発表者名: Kajimura M., Nakanishi T., Takenouchi T., Morikawa T., Hishiki T., Yukutake Y., and Suematsu M.
  • 雑誌名: Respiratory Physiology & Neurobiology 巻: (in press) 号: 2 ページ: 139-148
  • DOI: 10.1016/j.resp.2012.03.016
  • 査読あり
• [雑誌論文] Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization (MALDI) Imaging Mass Spectrometry (IMS): A Challenge for Reliable Quantitative Analyses (2012)
  • 著者名/発表者名: Kubo A, Kajimura M., and Suematsu M
  • 雑誌名: Mass Spectrometry 巻: 1 号: 1 ページ: A0004-A0004
  • DOI: 10.5702/massspectrometry.A0004
  • NAID: 10031126340
  • ISSN: 2186-5116, 2187-137X
  • 査読あり
• [学会発表] Surface-enhanced Raman imaging of tissue sections for metabolic analysis (2015)
  • 著者名/発表者名: Megumi Shiota, Shogo Yamazoe, Masayuki Naya, Mayumi Kajimura, Makoto Suematsu
  • 学会等名: SPIE Photonics West
  • 発表場所: San Francisco, USA
  • 年月日: 2015-02-07 – 2015-02-10
• [学会発表] アストロサイトによる脳微小循環代謝制御－ガスメディエータによる調節 (2014)
  • 著者名/発表者名: 梶村 眞弓
  • 学会等名: 第24回脳血管シンポジウム
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2014-09-13
• [学会発表] Therapeutic hypothermia achieves neuroprotection via a decrease in acetylcholine with a concurrent increase in carnitine in the neonatal hypoxia-ischemia (2014)
  • 著者名/発表者名: Kajimura M. Takenouchi T. and Suematsu M
  • 学会等名: Experimental Biology 2014
  • 発表場所: San Diego, USA
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-04-30
• [学会発表] 臓器微小循環障害と回復の生体内制御機構と治療標的 (2014)
  • 著者名/発表者名: 梶村 眞弓
  • 学会等名: 第87回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [学会発表] Post-stroke administration of cilostazol changes metabolic profiles of ischemic brain in a mouse model (2014)
  • 著者名/発表者名: 杉浦八十生、梶村眞弓、中西豪、森川 隆之、菱木貴子、末松誠
  • 学会等名: 第39回日本微小循環学会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] HO-2/CO system protects against metabolic disorders following acute cerebral ischemia (2014)
  • 著者名/発表者名: 森川 隆之、梶村眞弓、中西豪、行武 良哲、末松誠
  • 学会等名: 第39回日本微小循環学会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] he blood cell flow and the vascular responses in arterioles and capillaries after subarachnoid hemorrahage (2014)
  • 著者名/発表者名: 石川眞実、梶村 眞弓、森川 隆之、中村 智実、田中雄一、渡辺永寿、末松 誠
  • 学会等名: 第39回日本微小循環学会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] 一酸化炭素・硫化水素カスケードによる脳微小循環代謝制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 梶村 眞弓、森川 隆之、中西 豪、菱木 貴子、末松 誠
  • 学会等名: 第28回日本ショック学会
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [学会発表] 中枢神経系における一酸化炭素の役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 梶村 眞弓
  • 学会等名: 第17回酸素ダイナミクス研究会
  • 発表場所: 弘前
  • 招待講演
• [学会発表] Post-stroke administration of cilostazol changes metabolic profiles of ischemic brain in a mouse model (2013)
  • 著者名/発表者名: 杉浦八十生、梶村眞弓、服部克次、中西豪、長畑善子、菱木貴子、末松誠
  • 学会等名: 第38回日本微小循環学会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Metabolic responses to mild hypothermia treatments after hypoxia-ischemia in newborn rats (2013)
  • 著者名/発表者名: 武内俊樹、梶村眞弓、中西豪、菱木貴子、長畑善子、杉岡忠男、久保亜紀子、高橋孝雄、末松誠
  • 学会等名: 第38回日本微小循環学会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Deletion of HO-2 impairs an ability to maintain ATP and energy charge following acute cerebral ischemia (2013)
  • 著者名/発表者名: 森川 隆之、梶村 眞弓、中西 豪、行武良哲、長畑善子、菱木貴子、末松 誠
  • 学会等名: 第38回日本微小循環学会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] Cerebral arteriolar responses and immediately after MCAO and reperfusion (2013)
  • 著者名/発表者名: 石川眞実、梶村 眞弓、森川 隆之、中村 智実、加持春菜、末松 誠
  • 学会等名: 第38回日本微小循環学会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] A carbon monoxide-sensitive hydrogen sulfide pathway mediates hypoxic regulation of the cerebral microcirculation and metabolism (2012)
  • 著者名/発表者名: Morikawa T.Kajimura M., Hishiki T., Yukutake Y., and Suematsu M.
  • 学会等名: British Microcirculation Society
  • 発表場所: Keble College, Oxiford
• [学会発表] A CO-sensitive H2S cascade mediates acute hypoxic regulation of the cerebral microcirculation and metabolism (2012)
  • 著者名/発表者名: Kajimura M
  • 学会等名: Society for Free Radical Research International, 16th Biennial,
  • 発表場所: Imperical College, London
  • 招待講演
• [学会発表] 一酸化炭素・硫化水素カスケードによる脳微小循環代謝制御 (2012)
  • 著者名/発表者名: 梶村 眞弓、森川 隆之、中西 豪、行武 良哲、菱木 貴子、末松 誠
  • 学会等名: 第12回日本NO学会
  • 発表場所: 神戸、兵庫
  • 招待講演
• [学会発表] 一酸化炭素・硫化水素カスケードによる脳微小循環代謝制御
  • 著者名/発表者名: 梶村 眞弓
  • 学会等名: 第24回Forum in DOJIN
  • 発表場所: 熊本
  • 招待講演
• [図書] 実験医学 (2014)
  • 著者名/発表者名: 3.梶村 眞弓、森川隆之、菱木貴子、中西 豪、中村 智実、末松 誠
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: 羊土社
• [図書] 酸化ストレスの医学 (2014)
  • 著者名/発表者名: 末松 誠、山本 雄広、梶村 眞弓
  • 総ページ数: 8
  • 出版者: 診断と治療社
• [図書] 質量分析研究のストラテジー- (2013)
  • 著者名/発表者名: 末松 誠、大村光代、森川隆之、笠原正貴、久保亜紀子、南嶋洋司、梶村 眞弓
  • 総ページ数: 12
  • 出版者: 羊土社
• [図書] 細胞の”エネルギー代謝”をイメージングする (2013)
  • 著者名/発表者名: 杉浦 悠毅、梶村 眞弓
  • 総ページ数: 13
  • 出版者: 羊土社
• [図書] ガス分子による代謝システム制御機構の系統的探索と医学応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 末松 誠、山本 雄広、菱木 貴子、加部 泰明、梶村 眞弓
  • 総ページ数: 12
  • 出版者: 羊土社
• [図書] 質量分析法による代謝物質のイメージングと定量 (2012)
  • 著者名/発表者名: 杉浦 悠毅、梶村 眞弓、末松 誠
  • 総ページ数: 6
  • 出版者: 羊土社
• [図書] がん代謝システムの顕微質量イメージングによる解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 末松 誠、久保亜紀子、大村光代、菱木貴子、梶村 眞弓、加部 泰明、杉浦 悠毅
  • 総ページ数: 10
  • 出版者: 羊土社
• [図書] ガス分子による代謝システム制御機構の探索と解明 (2012)
  • 著者名/発表者名: 末松 誠、中西 豪、梶村 眞弓
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: 羊土社