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2017 年度 実績報告書

水素吸入療法の分子メカニズムの解明:代謝解剖学的アプローチを用いて

研究課題

研究課題/領域番号 16K19425
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

後藤 信一  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 助教 (50770864)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワード脳梗塞 / 水素 / 治療 / 吸入
研究実績の概要

脳梗塞モデルマウスの、水素吸入群とコントロール群にそれぞれおいて、まず脳をすりつぶして脳全体における代謝物の定量的比較を行った。この研究により、水素の標的である可能性の高い2つの生体高分子を割り出した。次に、imaging mass spectrometry (IMS)と代謝物の定量技術を組み合わせるて当教室で開発された定量的質量分析イメージング(Q-IMS)を用いて、脳内の解剖学的分布を含めてさらに代謝物のプロファイリングを行った。この解析でも同一の分子が水素の標的高分子となりうることが推察された。複数の個体におけるQ-IMSのデータを効率的に比較する技術は特許申請中であり、この技術の応用について論文発表を行った。
続いて水素の脳梗塞巣に対する到達経路解明のために、コンピュータシミュレーションを用いてマウスの脳の標的部位に単純拡散でどのように水素が到達するかという計算を行った。口腔、鼻腔などの気相からの単純拡散のみで、中大脳動脈を閉塞した際に虚血になる部位で、水素濃度が10μM程度まで上昇することが示された。次に脳梗塞にしたマウスの梗塞巣に水素電極を挿入し実際に1.3%の水素を吸入させた時の水素濃度を測定した。この実験でも、水素濃度は梗塞部位において10μM程度までの上昇にとどまることが示され、シミュレーションの結果と合わせて単純拡散で水素が梗塞部位に到達している可能性が示唆された。この仮説を検証するために気相からの距離を変化させ各部位での水素濃度を測定、プロットを行なったが、マウスの脳では小さすぎたため、有用な結果が得られなかった。そのため、この検証は将来の研究で明らかにする。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Quantitative imaging mass spectroscopy reveals roles of heme oxygenase-2 for protecting against transhemispheric diaschisis in the brain ischemia2018

    • 著者名/発表者名
      Shinichi Goto, Takayuki Morikawa, Akiko Kubo, Keiyo Takubo, Keiichi Fukuda, Mayumi Kajimura, Makoto Suematsu
    • 雑誌名

      Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition

      巻: - ページ: 印刷中

    • DOI

      doi.org/10.3164/jcbn.17-136

    • 査読あり
  • [学会発表] The dominant parameters to determine the growth of arterial thrombi at site of endothelial injuries2017

    • 著者名/発表者名
      Shinichi Goto
    • 学会等名
      ESC 2017バルセロナ (スペイン)
    • 国際学会
  • [学会発表] Constructive logic to understand the mechanism of thrombosis using computer simulation2017

    • 著者名/発表者名
      Shinichi Goto
    • 学会等名
      第40回日本バイオレオロジー学会 川﨑祐宣記念講堂(岡山県倉敷市)

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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