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2015 年度 実施状況報告書

低酸素環境が軸索内ミトコンドリアに与える影響

研究課題

研究課題/領域番号 15K01419
研究機関札幌医科大学

研究代表者

菊池 真  札幌医科大学, 医学部, 助教 (20404585)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード低酸素 / 無糖培地 / 末梢神経節細胞 / ミトコンドリア
研究実績の概要

低酸素や虚血は神経細胞に重大な障害を及ぼし、結果として神経細胞のアポトーシスや、軸索の変性を引き起こす。また、ミトコンドリアは細胞内小器官の1つであり、ATP合成の中心的役割を果たしたり、細胞内カルシウム濃度の調節に関与する。
軸索内のミトコンドリアは外的要因によって、その動態が大きく変化する。本研究は、末梢神経節初代培養細胞とウイルスベクターを用いて、軸索内のミトコンドリアを蛍光色素により標識し、低酸素チャンバーを用いて、軸索内ミトコンドリアの動態を観察し、低酸素状態が軸索内のミトコンドリアや軸索変性におよぼすメカニズムを解明することを目的とした。
本年度は低酸素インキュベーターを用いて、3%と1%の酸素濃度における初代培養末梢神経節細胞軸索内のミトコンドリアの動態を観察した。その結果、48時間の低酸素暴露の前後において、軸索内の輸送ミトコンドリアの割合、停留ミトコンドリアのサイズなど、大きな変化はみられず、抗Neurofilament Protein抗体を用いた免疫組織化学染色においても、軸索には腫脹などの変性は観察されなかった。
本年度は、機器導入の遅れから、実験回数が少なく、低酸素暴露前後の軸索内ミトコンドリアと、光学顕微鏡下での軸索の観察のみ行った。次年度以降は低酸素状態に加え、無糖培地を用いた疑似末梢循環障害モデルとして、末梢神経細胞軸索内のミトコンドリアの動態および軸索の状態を観察する予定である。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

研究に使用する機材の導入が予定していた時期よりも大幅に遅れ、予定していた実験の一部を行うことができなかった。

今後の研究の推進方策

機器の導入は遅れたが、末梢神経節初代培養および、ミトコンドリアを蛍光で標識する方法は完成されている。
低酸素チャンバーを用いた実験では、低酸素環境だけでは細胞内のミトコンドリアに大きな影響を与えない可能性が示唆される実験結果を得たため、無糖培地を併用し、更にストレスを加えることで、細胞内のミトコンドリアの影響を観察する予定である。

次年度使用額が生じた理由

実験機器の導入が遅れたため、当初計画していた培養実験数の回数が少なくなったため。

次年度使用額の使用計画

培養実験を中心に、消耗品費に充てる予定である。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Mitochondrial Fission Augments Capsaicin-induced Axonal Degeneration2015

    • 著者名/発表者名
      Chiang H, Ohno N, Hsieh Y, Mahad DJ, Kikuchi S, Komuro H, Hsieh S, Trapp BD
    • 雑誌名

      Acta Neuropathol

      巻: 129 ページ: 81-96

    • DOI

      10.1007/s00401-014-1354-3

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Staurosporine induces formation of two types of extra-long cell protrusions: actin-based filaments and microtubule-based shafts2015

    • 著者名/発表者名
      Kohno T. Ninomiya T, Kikuchi S, Konno T, Kojima T
    • 雑誌名

      Mol Pharmaco

      巻: 87 ページ: 815-824

    • DOI

      10.1124/mol.114.096982

    • 査読あり
  • [雑誌論文] c-Jun N-terminal kinase inhibitor SP600125 enhances barrier function and elongation of human pancreatic cancer cell line HPAC in a Ca-switch model2015

    • 著者名/発表者名
      Konno T, NinomiyaT, Kohno T, Kikuchi S, Sawada N, Kojima T
    • 雑誌名

      Histochem Cell Biol

      巻: 143 ページ: 471-479

    • DOI

      10.1007/s00418-014-1300-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Acid-sensing Ion Channel 2 Expression in the Epithelial Cells of Rat Cerebral Ventricle and Choroid Plexus2015

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi S, Ninomiya T, Kawamata T, Tatsumi H
    • 雑誌名

      J Cytol Histol

      巻: 6 ページ: 310

    • DOI

      10.4172/2157-7099.1000310

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 塩化コバルトが軸索内ミトコンドリアと軸索変性に与える影響2016

    • 著者名/発表者名
      菊池 真、二宮孝文、辰巳治之
    • 学会等名
      第121回日本解剖学会総会
    • 発表場所
      ビッグパレットふくしま(福島県郡山市)
    • 年月日
      2016-03-28 – 2016-03-30
  • [学会発表] 膜透過性金ナノ粒子の特性 ~培養神経細胞における知見~2016

    • 著者名/発表者名
      二宮孝文、菊池 真、新倉謙一、竹内智恵、辰巳治之
    • 学会等名
      第121回日本解剖学会総会
    • 発表場所
      ビッグパレットふくしま(福島県郡山市)
    • 年月日
      2016-03-28 – 2016-03-30
  • [学会発表] High-density cobalt induces axonal degeneration and inhibits the motility of axonal motile mitochondria2015

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi S, Ninomiya T, Kohno T, Kojima T, Tatsumi H
    • 学会等名
      Neuroscience 2015
    • 発表場所
      Chicago (USA)
    • 年月日
      2015-10-17 – 2015-10-21
    • 国際学会
  • [学会発表] Sarcomere length range in vastus intermedius with knee joint rotation2015

    • 著者名/発表者名
      Ando R, Taniguchi K, Kikuchi S, Watanabe K, Fujimiya M, Katayose M, Akima H
    • 学会等名
      62nd Annual Meeting of the American College of Sports Medicine(ACSM 2015)
    • 発表場所
      San Diego (USA)
    • 年月日
      2015-05-26 – 2015-05-30
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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