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2018 年度 実施状況報告書

低酸素・低グルコース下における末梢神経軸索内ミトコンドリアの動態解析

研究課題

研究課題/領域番号 18K10678
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, 講師 (20404585)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワードミトコンドリア / 末梢神経 / OGD
研究実績の概要

血流障害による低酸素・低グルコース(OGD)は末梢、中枢を問わず、神経細胞に重篤な障害を引き起こす。近年、神経細胞の障害に先立ち、ミトコンドリア(Mt)などの細胞内小器官に異常が生じる可能性が示唆されている。今回、我々は低酸素インキュベーターと無糖培地を使用し、ラット由来初代末梢神経培養細胞の軸索におけるMtの動態を観察した。神経細胞軸索内のMtはレンチウイルスベクターを用いて、蛍光タンパクをMtに発現させ、観察に用いた。通常の培地において軸索内Mtの動態をタイムラプス顕微鏡にて観察(OGD-Pre)した後、無糖培地に交換し、1%酸素に設定したインキュベーターにて30分、60分、90分後の同じ軸索のミトコンドリアの動態を観察した(OGD-30、OGD-60、OGD-90)。対照群として観察後、通常培地と95%空気+5%二酸化炭素の条件下で、Mtの動態を同様に観察した。その結果、軸索内の輸送Mtの数は、対照群は培地交換前および30分、60分、90分の各郡に変化はみられなかったが、OGD-90は輸送Mtの数がOGD-Preと比較し、約49%に減少し、輸送ミトコンドリアを全く観察できない軸索もみられた。DAPIによる核染色や透過型電子顕微鏡による観察では、核染色体の凝集など、細胞死などでみられる変化は観察されなかった。以上のことから、軸索内輸送Mt数の減少は、細胞死に先行して観察されると考えられた。

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

ウイルスベクターの作成、軸索内のミトコンドリアの観察と一部のデータ取得ができ、当初の計画通りに進行していると判断した。

今後の研究の推進方策

引き続き、計画通りに実験を遂行する。
ただし、中枢神経系におけるOGDの報告がなされ、有髄神経線維では停留ミトコンドリアの細分化が観察されると、報告されたため、髄鞘形成を誘導し、OGDと対照群による比較を試みている。

次年度使用額が生じた理由

低酸素発生装置および、低酸素インキュベーターが同時期に破損し、その間、培養実験を休止したため、その期間の培養関係の消耗品費が次年度使用額として発生した。次年度使用額は予定していた培養実験の消耗品購入に充てる。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Mitochondria transfer from mesenchymal stem cells structurally and functionally repairs renal proximal tubular epithelial cells in diabetic nephropathy in vivo2019

    • 著者名/発表者名
      Konari Naoto、Nagaishi Kanna、Kikuchi Shin、Fujimiya Mineko
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 ページ: 5184

    • DOI

      10.1038/s41598-019-40163-y

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rho-kinase and PKCα Inhibition Induces Primary Cilia Elongation and Alters the Behavior of Undifferentiated and Differentiated Temperature-sensitive Mouse Cochlear Cells2019

    • 著者名/発表者名
      Kakiuchi Akito、Kohno Takayuki、Kakuki Takuya、Kaneko Yakuto、Konno Takumi、Hosaka Yukino、Hata Tomohiro、Kikuchi Shin、Ninomiya Takafumi、Himi Tetsuo、Takano Kenichi、Kojima Takashi
    • 雑誌名

      Journal of Histochemistry & Cytochemistry

      巻: 67 ページ: 523~535

    • DOI

      10.1369/0022155419841013

    • 査読あり
  • [学会発表] 短時間の低グルコース・低酸素が軸索内のミトコンドリアに与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      菊池 真、二宮孝文、辰巳治之
    • 学会等名
      第124回日本解剖学会総会

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公開日: 2019-12-27  

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