エネルギー代謝から見た神経組織の虚血耐性獲得メカニズムの解明

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13671594
• 研究機関: 大分医科大学
• 研究代表者: 北野 敬明 大分医科大学, 医学部, 助教授 (20211196)
• 研究分担者: 山田 直子(西丸) 大分医科大学, 医学部, 助教授 (60101086) ; 岩坂 日出男 大分医科大学, 医学部, 助教授 (90175216)
• キーワード: 脳虚血耐性現象 / 燐核磁気共鳴法 / 乳酸 / 高炭酸アシドーシス

研究概要

1.本学共同研究施設のNMR装置(Bruker社製AMX300WB)を用いて、ラット全脳スライス標本から高エネルギー燐化合物スペクトルを現在測定している。現在、脳切片作成装置改良等の脳スライス作成方法の変更により、長時間(約12時間)にわったって、安定した燐化合物スペクトルが測定できるようになった。
2.虚血耐性メカニズム解明として、片脳虚血後あるいは熱ショック負荷後のラットより取り出した全脳スライスでは乳酸単独でも高カリウム刺激後に高エネルギー燐酸状態を回復することが可能であった。さらに、炭酸ガス環境下で全脳スライスを細胞内アシドーシスで前処置した後に、2回目の高炭酸アシドーシスを負荷した状態で、高エネルギー燐酸化合物のクレアチン燐酸、ATP濃度低下が防げるかどうかを現在検討したところ、二酸化炭素前負荷脳スライスは対照群に比べ高エネルギー燐酸の低下の程度が抑制された。
3.日本ブルーカー社の協力で、クレアチン燐酸核とATPの燐γ核移動速度をNMR飽和移動(Saturation Transfer)法で求め、その化学反応速度が高炭酸アシドーシス下で検討したところクレアチン燐酸からATP生成速度が低下していることが示唆された。
4.脳内の乳酸トランスポーター量を同定する研究も同時進行中である。乳酸やピルビン酸の細胞内外の輸送に関与している、Monocarboxylate Transporter(MCT)蛋白量を虚血前負荷ラット脳で測定した場合、MCT1は量的に変化が見られなかったが、MCT2は虚血前負荷ラットでは増加している傾向が見られた。

研究成果

• [文献書誌] Kitano, T., Nisimaru, N., Sibata, E., Iwasaka, H., Noguchi, T., Yamada, K.: "Lactate utilization as an energy substrate in ischemic preconditioned rat brain slices"Life Science. 72. 557-564 (2002)
• [文献書誌] Kitano, T., Nishimaru, N., Hayashi, E., Iwasaka, H., Noguchi, T., Yokoi, I.: "Monocarboxylates and glucose utilization as energy substrates in rat brain slices under selective glial poisoning-a ^<31>P NMR study"Molecular and Cellular Biochemistry. 244. 77-81 (2003)