| 研究課題/領域番号 |
02557005
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| 研究種目 |
試験研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
神経・筋肉生理学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
赤池 紀生 東北大学, 医学部, 教授 (30040182)
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| 研究分担者 |
安井 湘三 九州工大, 情報工学, 教授 (50132741)
小出 育夫 (株)インターデック, 課長
工藤 佳久 三菱化成生命科学研究所, 主任研究員
鍋倉 淳一 東北大学, 医学部, 助手 (50237583)
河 和善 東北大学, 医学部, 助教授 (70125839)
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| 研究期間 (年度) |
1990 – 1992
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| キーワード | 多現象同時測定装置 / 蛍光指示薬 / 電気生理 / ラット / 急性単離細胞 |
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| 研究概要 |
本研究は1)顕微蛍光測光法とパッチクランプ法の同時測定システムの開発、2)caged化合物の急性単離哺乳動物中枢神経細胞への応用の2点に重点を置き、技術開発を中心に行った。本研究で開発・改良された測定装置は、1-2週令のラットより急性単離した海馬CA1領野の錐体細胞において(1)M3型ムスカリン様アセチルコリン受容器、(2)代謝型グルタミン酸受容器並びに(3)セロトニン2型受容器応答の詳細な検討の一翼を担った。その結果、いずれもGTP結合蛋白→フォスフォライペースC→イノシトール3リン酸(IP_3)→細胞内Ca^<2+>プールからのCa^<2+>遊離→K^+チャネルの開口→過分極なる経路で細胞の興奮性を低下させることが判明した。また、市販のcaged化合物は分解速度が遅く、その分解率も低いことが予備実験から判明したので、2)の目的で12種類のcagedグリシンを新たに合成し、実験に使用し得る化合物を検索した。その結果グリシンのアミノ基に1-(2-Nitrophenyl)ethyloxycarbonyl基を付けた化合物が励起エネルギーに依存してシグモイダルにグリシンを解離し、かつその解離率も10^<-5>から10^<-3>モルにかけて60から80%と最も優れていることが判明した。このように当初の計画を60%以上クリアできたが、詳細な生物実験から光学的測定機能ならびにパッチクランプ法との同時測定には数多くの問題があることも判明した。しかし、本研究で明きらかとなった蛍光顕微測光装置としての欠点は設計の基本思想の段階から改良され、後継機種の開発に生かされている。測定装置の改良に多大な時間を要し、1)の目的の試作機は実用に耐え得るまでには完成しなかったが研究遂行上の問題点が浮き彫りとり、今後研究を継続する上での明確な指針が立った。なお、蛍光試薬の負荷による神経細胞のダメージが電気生理的測定を困難にすることも明きらかとなり、細胞障害性のより少ない膜透過性蛍光指示薬の今後の開発が望まれる。
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