レーザドップラ法による脳微小血管血流調節機構とその特異性の解析

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10671335
• 研究機関: 国立循環器病センター
• 研究代表者: 関 淳二 国立循環器病センター研究所, 生体工学部, 室長 (20163082)
• 研究分担者: 高見沢 計一 国立循環器病センター研究所, 生体工学部, 室員 (10163312) ; 中山 泰秀 国立循環器病センター研究所, 生体工学部, 室長 (50250262)
• キーワード: レーザドップラ法 / 脳軟膜細動脈 / 壁剪断応力 / 一酸化窒素 / 臓器特異性 / 血流調節機構 / 3次元構築 / 光干渉断層法

研究概要

本研究では、我々が開発した光ファイバ型レーザ流速計顕微鏡を用いてラット脳軟膜の単一微小血管における血流速度を高い時間・空間分解能で定量的に計測することにより、脳微小循環における血流調節機構、及びその臓器特異性を明らかにすることを目的とする。
脳微小血管における血流動態に対する一酸化窒素(NO)の影響について、脳卒中易発症高血圧ラットを用いて、L-arginine投与による脳微小循環変化を本システムにより計測評価した。その結果、対象群の直径20ミクロン以上の脳細動脈血管径、平均血流速度、及び壁剪断応力は4週齢から12週齢にかけて有意に減少したのに対して、4週齢以降L-arginineを経口投与した群ではこの減少は見られなかった。血中NO濃度は12週齢では4週齢と比較し両群ともに減少したが、L-arginine投与群ではその減少率は有意に低下した。また、脳皮質における微小血管及び神経細胞の3次元構築をin vivo高分解に観察する目的で、近赤外光を用いた光干渉断層システムの試作開発を進め、モデル系やラット腸間膜組織を用いたin vitro予備実験を行った。その結果、光学顕微鏡では組織による光散乱の影響のために観察することが困難な脂肪層中の直径100-500ミクロン程度の血管に対して、空間分解能10-20ミクロンで深さ600ミクロン程度までの断層像を得ることができた。

研究成果

• [文献書誌] Seki J,Sasaki Y,Oyama T,Yamamoto J: "Maximal flow pulsation in the pial arterioles of rats at increased intracranial pressure"Front.Med.Biol.Eng.. 10(1). 59-66 (2000)
• [文献書誌] Ono H,Sasaki Y,Seki J,Yamamoto J: "Effects of sex hormones on microcirculation and thrombotic tendency in pial vessels of rat"Microcirculation Annual. 16. 101-102 (2000)
• [文献書誌] Seki J: "Pulse wave propagation in mesentery microvessels of spontaneously hypertenisve rats"Microcirculation Annual. 16. 71-72 (2000)
• [文献書誌] Sasaki Y,Noguchi T,Seki J,Giddings JC,Yamamoto J: "Protective effects of imidapril on He-Ne laser-induced thrombosis in cerebral blood vessels of stroke-prone spontaneously hypertensive rats"Thromb.Haemost.. 83(5). 722-727 (2000)
• [文献書誌] Taka T,Konishi Y,Slon-Usakiewicz J,Medvedkin V,Tsuda Y,Okada Y,Seki J,Yamamoto J: "Inhibitory effect of various thrombin inhibitors on shear-induced platelet function and dynamic coagulation"Eur.J.Pharmacol.. 406(2). 181-189 (2000)