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双極性障害モデル動物として脳内mtDNA変異蓄積マウスを用い、ミトコンドリアのCa^<2+>制御異常に着目して解析してきた。これまでに変異マウス脳からの単離ミトコンドリアを用いて、Ca^<2+>取り込み速度元進が観察された。この分子機構を薬理学的に検討するため、mitochondrial permeability transition pore(mPTP)開口に作用する薬剤の存在下で、Ca^<2+>とりこみ能に対する影響を観察した。測定には、多サンプル同時Ca^<2+>濃度測定装置を利用し、ミトコンドリア外液に含まれるCa^<2+>感受性色素(CaGreenr-5N)の蛍光強度からCa^<2+>濃度変化を記録した。Ca^<2+>投与時の一過性上昇から、ミトコンドリアの取り込みに従って減少する蛍光強度の減衰時間をCa^<2+>取り込み速度として評価した。また既知濃度Ca^<2+>を投与した後、PTP開口までの投与量をCa^<2+>取り込み容量として評価した。
mPTP阻害薬であるシクロスポリンA存在下で、変異マウスミトコンドリアでは、さらに取り込み能が元進した。また、ミトコンドリア呼吸鎖異常を除外する目的で、オリゴマイシンとADPを添加した結果、PTP開口が抑制された。この作用は野生型マウスミトコンドリアだけでなく、変異マウスミトコンドリアにおいても同様に観察された。一方、ATP/ADP輸送体(ANT)作用薬の効果を確認したところ、ボンクレキン酸のPTP開口阻害作用、カルボキシアトラクチロシドのPTP開口促進作用は、変異マウスミトコンドリアでも野生型マウスミトコンドリアと同様に観察された。これらの薬理学的検討結果は、変異マウスミトコンドリアでの取り込み元進がANTや呼吸鎖における機能障害によるものではなく、PTP構成タンパク質であるCyP-D減少により生じたことを支持した。変異マウス異常行動に対する検討を行うための基礎となる結果を得た。
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