マウスの慢性低灌流による神経機能と酸素代謝への影響に関する研究

• 研究課題/領域番号: 26861028
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 放射線科学
• 研究機関: 国立研究開発法人放射線医学総合研究所
• 研究代表者: 田桑 弘之 国立研究開発法人放射線医学総合研究所, 分子イメージング研究センター, 研究員 (40508347)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 慢性低灌流 / 脳卒中 / モデル動物 / 二光子励起レーザー顕微鏡 / 小動物PET / PET / 二光子顕微鏡 / 病態モデルマウス / 脳血流 / 神経機能障害 / 神経細胞脱落 / 脳循環代謝障害 / 11C］flumazenil-PET

研究成果の概要

研究の第一段階として、片側の総頚動脈結紮による慢性低灌流モデルマウスの立ち上げを行い、二光子顕微鏡による脳血管構造の経時変化を測定した。慢性低灌流下において、細動脈および毛細血管での顕著な血管拡張が観察された。さらに細動脈においてCO2吸入負荷時の脳血管反応性に伴う血管拡張率を測定し、慢性低灌流後の血管拡張率と比較した結果、両者に負の相関関係があることが示された。次に、[11C]flumazenil-PETおよびMRIにより神経脱落及び脳萎縮を評価したが、それぞれ有意な変化はなかった。一方で、慢性低灌流後1ヶ月において脳賦活時の神経機能低下を示した。

研究成果

• [雑誌論文] Long-term effects of cerebral hypoperfusion on neural density and function using misery perfusion animal model. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nishino A, Tajima Y, Takuwa H, Masamoto K, Taniguchi J, Wakizaka H, Kokuryo D, Urushihata T, Aoki I, Kanno I, Tomita Y, Suzuki N, Ikoma Y, Ito H.
  • 雑誌名: Scientific reports 巻: 27 号: 1 ページ: 25072-25072
  • DOI: 10.1038/srep25072
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dynamic flow velocity mapping from fluorescent dye transit times in the brain surface microcirculation of anesthetized rats and mice. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hoshikawa R, Kawaguchi H, Takuwa H, Ikoma Y, Tomita Y, Unekawa M, Suzuki N, Kanno I, Masamoto K.
  • 雑誌名: Microcirculation 巻: 26 号: 6 ページ: 416-425
  • DOI: 10.1111/micc.12285
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vasodilation Mechanism of Cerebral Microvessels Induced by Neural Activation under High Baseline Cerebral Blood Flow Level Results from Hypercapnia in Awake Mice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nishino A, Takuwa H, Urushihata T, Ito H, Ikoma Y, Matsuura T.
  • 雑誌名: Microcirculation 巻: 22 ページ: 744-752
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] [11C]Raclopride binding in the striatum of minimally restrained and free-walking awake mice in a positron emission tomography study (2015)
  • 著者名/発表者名: Takuwa H, Maeda J, Ikoma Y, Tokunaga M, Wakizaka H, Uchida S, Kanno I, Taniguchi J, Ito H, Higuchi M
  • 雑誌名: Synapse 巻: 69 号: 12 ページ: 600-606
  • DOI: 10.1002/syn.21864
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of new optical imaging systems of oxygen metabolism and simultaneous measurement in hemodynamic changes using awake mice (2014)
  • 著者名/発表者名: Takuwa H, Matsuura T, Nishino A, Sakata K, Tajima Y, Ito H
  • 雑誌名: Journal of neuroscience methods 巻: 30 ページ: 9-15
  • DOI: 10.1016/j.jneumeth.2014.08.022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Changes in cortical microvasculature during misery perfusion measured by two-photon laser scanning microscopy. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tajima Y, Takuwa H, Kokuryo D, Kawaguchi H, Seki C, Masamoto K, Ikoma Y, Taniguchi J, Aoki I, Tomita Y, Suzuki N, Kanno I, Saeki N, Ito H.
  • 雑誌名: J Cereb Blood Flow Metab. 巻: 34 号: 8 ページ: 1363-1372
  • DOI: 10.1038/jcbfm.2014.91
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Pial arteries respond earlier than penetrating arterioles to neural activation in the somatosensory cortex in awake mice exposed to chronic hypoxia: an additional mechanism to proximal integration signaling? (2014)
  • 著者名/発表者名: Sekiguchi Y, Takuwa H, Kawaguchi H, Kikuchi T, Okada E, Kanno I, Ito H, Tomita Y, Itoh Y, Suzuki N, Sudo R, Tanishita K, Masamoto K.
  • 雑誌名: J Cereb Blood Flow Metab. 巻: 34 号: 11 ページ: 1761-1770
  • DOI: 10.1038/jcbfm.2014.140
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] PET技術と生体光イメージング技術の融合と脳疾患研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田桑弘之
  • 学会等名: JAEA放射光科学シンポジウム2016
  • 発表場所: 兵庫県 播磨
  • 年月日: 2016-02-25
  • 招待講演
• [学会発表] フラビン蛍光イメージングへの血流の影響の補正法の検討 (2015)
  • 著者名/発表者名: 漆畑拓弥
  • 学会等名: ニューロフォトニクス
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-12-03
• [学会発表] DIAMETER CHANGES TO CEREBRAL BLOOD VESSELS DURING NEURAL ACTIVATION AND DEACTIVATION MEASURED BY TWO-PHOTON MICROSCOPY IN AWAKE MICE (2015)
  • 著者名/発表者名: 田桑弘之
  • 学会等名: XXVIIth International Symposium on Cerebral Blood Flow, Metabolism and Function & XIIth International Conference
  • 発表場所: Vancouver, Canada
  • 年月日: 2015-06-27
  • 国際学会
• [学会発表] 覚醒マウスを用いた脳血流動態および脳酸素代謝の光イメージングシステムの構築 (2014)
  • 著者名/発表者名: 西野明日香
  • 学会等名: 脳循環代謝学会
  • 発表場所: 岡山（岡山コンベンションセンター）
  • 年月日: 2014-11-21
• [学会発表] 覚醒マウスの脳機能におけるマルチモダルイメージング (2014)
  • 著者名/発表者名: 田桑 弘之
  • 学会等名: 日本光学会
  • 発表場所: 東京（筑波大学）
  • 年月日: 2014-11-05
  • 招待講演
• [学会発表] Newly optical imaging systems of change in oxygen metabolism and hemodynamic using awake mice brain (2014)
  • 著者名/発表者名: 田桑 弘之
  • 学会等名: 日本神経科学学会
  • 発表場所: 横浜（パシフィコ横浜）
  • 年月日: 2014-09-12