極微小バイオセンサーによる脳内glutamate放出モニタリングの確立

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06557038
• 研究機関: 放送大学
• 研究代表者: 鬼頭 昭三 放送大学, 教養学部, 教授 (00010140)
• 研究分担者: 渡邊 康裕 防衛医科大学校, 教授 (90127324) ; 仙波 純一 放送大学, 教養学部, 助教授 (30183429)
• キーワード: glutamate / 白金黒sensor / 過酸化水素 / sensor output / アスコルビン酸 / ptチューブ

研究概要

当初の研究計画に基づいて、白金黒を用いたglutamate sensorを試作し、備品として購入したBAS100B/Wワークステーション、及び電流測定の感度を上げるためのローカレントモジュールを用いて、試作したsensorについて生体外で基礎データを検討し、sensor outputとglutamateの濃度との間の直線的な検量線が得られるよう実験を繰り返してきた。この実験の原理としては、生体内に存在するglutamateはセンサーに固定されたglutamate oxidaseにより2-ke toglutarateと過酸化水素水を生成する。そして白金黒sensorにより発生した過酸化水素を電気化学的に酸化反応させ、酸化電流としてモニターすることによる実験の結果、生体外でsensor outputとglutamate濃度との間に直線的検量線を獲得した。
in vivoの実験については電気化学的に脳組織の細胞外に存在するアスコルビン酸の干渉が強いので電気化学的にこれを除去する方法を2面から検討した。第1段階として、Os/HRPの電極の表面にセルロースアセテート膜(CA膜)をスピンコートにより塗布した。しかし、CA膜の厚みによりH202の感度が低下することがわかった。そこで第2の方法としてOs/HRP電極の前にPtチューブを挿入し、電気化学的アスコルビン酸の除去を考案した。この結果、アスコルビン酸除去に関してはPtチューブの長さにより電気化学的に十分酸化させることが判明した。これらの結果から、Ptチューブによりin vivoでreal timeでglutamateを測定することが可能であることを確認した。

研究成果

• [文献書誌] Semba, J.: "Differential expression of c-fos mRNA in rat prefrontal cortex, striatum, N. accoumbens and lateral septum after typical and atypical antipsychotics: an in situ hybridization study." Neurochemistry Interational. (in press).
• [文献書誌] Semba, J.: "Differential expression of c-fos mRNA in rat striatum, N. accumbens and prefrontal cortex after haloperidol, sulpiride and clozapine: an in situ hybridization study." Japanese Journal of Pharmacology. 67. 143- (1995)
• [文献書誌] Kito, S.: "Effects of estrogen on cultured limbic neurons." Japanese Journal of Pharmacology. 67. 157- (1995)
• [文献書誌] Semba, J.: "N^g-monomethyl-_L-arginine, an inhibitor of nitric oxide synthase, increases extracellular GABA in the striatum of the freely moving rat." Neuro Report. 34. 1426-1428 (1995)
• [文献書誌] Semba, J.: "Behavioural and neurochemical effects of OPC-14597, a novel antipsychotic drug, on dopaminergic mechanisms in rat brain." Neuropharmacology. 34. 785-791 (1995)
• [文献書誌] Semba, J.: "Effects of systemic dexamethasone on extracellular amino acids (glutamate, aspartate, glycine and GABA) and acetylcholine release in rat hippocampus in vivo microdialysis." Functional Neurology. 10. 17-21 (1995)
• [文献書誌] Semba, J.: "Characterization of extracellular amino acids in striatum of freely moving rat using in vivo microdialysis." Japanese Journal of Pharmacology. 64. 229- (1994)
• [文献書誌] Kito, S.: "Effects of nicotine on glucocorticoid toxicity on hippocampal nerouns." Neurochemical Research. 19. 888-889 (1994)
• [文献書誌] Kito, S.: "Effects of glucocorticoid on Hippocampal Neurons: in vivo and in vitro studies" Neurochemical Research. 18. 832- (1993)
• [文献書誌] Semba, J.: "Antiepileptic drug pharmacokinetics and neuropharmacokinetics in individual rats by repetitive withdrawal of blood and cerebrospinal fluid milacemide." Br. J. Pharmacol.108. 1117-1124 (1993)
• [文献書誌] Sakata, H.: "Antiarrhytimic durugs, clofilium and cibenzoline are potent inhibitors of glibenclamide-sensitive K_+ currents in Xenopus oocytes." Br. J. Pharmacol.109. 866-872 (1993)