| 研究課題/領域番号 |
16K11411
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| 研究機関 | 札幌医科大学 |
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研究代表者 |
成松 英智 札幌医科大学, 医学部, 教授 (70295343)
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| 研究分担者 |
沢本 圭悟 札幌医科大学, 医学部, 助教 (10597529)
石黒 雅敬 札幌医科大学, 医学部, 助教 (30404586)
高橋 和伸 札幌医科大学, 医学部, 助教 (40530605)
高田 幸昌 札幌医科大学, 医学部, 研究員 (70530608) [辞退]
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 硫化水素 / 海馬スライス / population spike / fEPSP / 脳虚血モデル / 脳保護 / 細胞外微小電極法 / 硫化ナトリウム |
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| 研究実績の概要 |
平成29年度＜海馬CA1-錐体細胞における虚血性シナプス伝達障害モデルに対する硫化物イオンの影響＞
本年度は，海馬スライスCA1-錐体細胞虚血性シナプス伝達障害モデルに対する硫化物イオン（S2-）の影響を検証した．細胞外電位同時多点記録法（Multi electrode alley system）を用いて，樹状突起上のEPSPを反映するfield EPSP（以下，fEPSP）および神経細胞体上の活動電位を反映するpopulation spike（以下，PS）を同時記録し，シナプス伝達変化の指標として解析した．生体の硫化水素吸入による血漿中S2-生成状態を人工髄液灌流系で再現する目的で，人工髄液に硫化ナトリウム（以下，Na2S，S2-を生成）を溶解させた．PSおよびfEPSPは無酸素・無グルコース人工髄液の10分間灌流(脳虚血モデル介入)により完全消失したが，その後の正常人工髄液（酸素化，グルコース 10 mM）によるwashoutで部分的に回復した．この部分回復は，Na2S (100および300 mcM，10分間)の介入前および介入後投与により改善したが，介入同時投与では改善を示さず，100 mcMでは無変化，300 mcMでは逆に回復を増悪させた．本研究では前年度までに1) PSおよびfEPSPは，300 mcM Na2Sにより完全かつ可逆的に抑制されること，また2) 100 mcM Na2Sには影響されないこと，を明らかにしている．以上の成績は，ラット海馬スライス中枢神経系シナプス伝達において，無抑制あるいは可逆的抑制を示す濃度のNa2Sは，脳虚血モデル介入より前あるいは後に作用した場合には虚血性シナプス伝達障害を軽減させるが，介入と同時に作用した場合には逆に増悪させることを示す．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
研究期間2年目となる平成29年度は，脳虚血モデル介入によるラット海馬CA1-pyramidal cellシナプス伝達障害に対するS2-の影響を検証し，S2-が投与条件により障害を改善するという，今後の研究の基本となるデータを得ることができた．Multi electrode alley systemを用いた電位同時多点記録やwhole cell patch clamp法，等の次年度以降に向けての実験モデルの作成・安定化，等も順調である．おおむね予定通りの進捗状況である．
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| 今後の研究の推進方策 |
平成29年度の実験結果で良好な基本データが得られたため、平成30年度は海馬スライスCA1神経細胞を用いて，先ず1）虚血脳介入モデルに対する高濃度Na2S(1000 mcM，10分間灌流で不可逆性シナプス伝達障害を生じる濃度)の影響の解明を，次に２次性脳障害モデル（グルタミン酸脳損傷モデル）に対するS2-の脳保護作用の解明を進めていく．また3) 海馬スライスCA1同様に，脳幹スライス呼吸中枢（pre-Botzinger complex）の自発発火に対するS2-の基本的影響の検証を進めていく．平成31年度以降は，上記以外の脳障害モデル（低酸素，低血糖，高体温，低体温，等）を用いた研究を進めていく．グルタミン酸脳損傷モデル，低酸素性脳損傷モデルおよびpre-Botzinger complexの自発発火のコントロール記録はすでに安定化している．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
理由：平成29年度中に細胞外電位用アンプ（米国製）の購入を予定していたが，発注の決心が遅れたこと，輸入に時間がかかり年度内には間に合わないこと，等の理由から，予算の一部を平成30年度に繰り越させていただいた．
使用計画：平成30年度において上記備品購入費以外の予算は，動物費，消耗品費および国内学会旅費に使用する予定である．
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