吸入麻酔薬の心保護作用に対するオートファジー・ミトコンドリアダイナミックスの影響

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18K08817
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 酒井 陽子 徳島大学, 病院, 特任教授 (90711862)
• 研究分担者: 角田 奈美 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 講師 (00622606) ; 田中 克哉 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 教授 (30263841) ; 堤 保夫 広島大学, 医系科学研究科(医), 教授 (90523499)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2021-03-31
• キーワード: 吸入麻酔薬 / エネルギー代謝 / オートファジー / ミトコンドリア

研究実績の概要

研究代表者の研究グループは、早くから吸入麻酔薬の心筋保護作用に注目し、その経路を明らかにしてきた。しかしながら、そのメカニズムの全容は明らかではない。特に、吸入麻酔薬イソフルランを前投与することで得られる心筋保護作用はAnesthetic Preconditioning（APC）として知られており、イソフルランを1.0MAC (minimum alveolar concentration)・30分吸入させることでその後に起こる虚血再灌流障害に対して心筋保護作用を発現する。
近年、自食作用であるオートファジーが心筋保護作用に関与し、重要な役割を演じていることが明らかになってきた。また、ミトコンドリア機能の調節が心筋保護に関与する可能性があると報告されたが、イソフルランの心筋保護作用に対し、オートファジーとミトコンドリアの機能調節についての関連性は明らかになっていない。
最終年度は、プレコンディショニング作用がオートファジー及びミトコンドリアダイナミクスを含むミトコンドリア機能に与える影響について調べた。摘出心をランゲンドルフ酵素法を用い得られた遊離心室筋細に対し、1 時間低酸素状況に暴露することで心室筋細胞に虚血状態をつくりだす。その後通常の培養状態に戻すことで再潅流状態とする。ミトコンドリア染色色素（MitoTracker）、光褪色後蛍光回復法（FRAP assay）を用いて各群のミトコンドリアダイナミクス（ミトコンドリアの分裂と融合）を明らかにした結果、吸入麻酔薬はミトコンドリア融合に作用し心筋保護作用を発揮することが示唆された。さらにcalsein-AM試薬を用いて細胞を蛍光ラベルし、ミトコンドリアmPTP開閉を観察した。吸入麻酔薬はmPTPを閉鎖し、心筋保護作用をあらわすことが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] The effect of 1% glucose loading on metabolism in the elderly patients during remifentanil-induced anesthesia: a randomized controlled trial. (2020)
  • 著者名/発表者名: Fukuta K, Kasai A, Niki N, Ishikawa Y, Kawanishi R, Kakuta N, Sakai Y, Tsutsumi YM, Tanaka K.
  • 雑誌名: BMC Anesthesiol 巻: 20 ページ: 143-143
  • DOI: 10.1186/s12871-020-01061-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Assessment of postoperative nutritional status and physical function between open surgical aortic valve replacement and transcatheter aortic valve implantation in elderly patients. (2020)
  • 著者名/発表者名: Sebe M, Tsutsumi R, Oyama T, Horikawa YT, Uemura Y, Kakuta N, Sakai Y, Morio A, Miyoshi H, Kondo T, Urabe T, Noda Y, Kamiya S, Saeki N, Kuroda M, Tanaka K, Tsutsumi YM, Sakaue H.
  • 雑誌名: J Med Invest 巻: 67 ページ: 139-144
  • DOI: 10.2152/jmi.67.139
  • 査読あり / オープンアクセス