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2019 年度 実施状況報告書

広範囲伝播脱分極波による胎児脳発生の制御と喫煙による脳障害発生メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K06962
研究機関関東学院大学

研究代表者

佐藤 容子  関東学院大学, 栄養学部, 教授 (70251501)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワードニコチン / 胎生期 / 脱分極波 / 神経系 / 発生
研究実績の概要

妊娠中の喫煙・受動喫煙は、胎児の脳に様々な悪影響を及ぼすことが知られている。本研究は、胎生期に一時的に発現する広範囲伝播脱分極波がニコチン型アセチルコリン受容体に依存することに着目し、「喫煙にともなう母体のニコチン摂取が脱分極波に影響を及ぼし、それによって神経回路網の正常な形成過程が阻害され、胎児脳機能障害が生じるのではないか」という仮説を検証することを目的として計画された。
本年度は、脱分極波に対するニコチンの作用を解析するために、鶏胚摘出中枢神経系標本を用いて、nicotine液の灌流による影響を解析した。自発性脱分極波に伴う神経活動は、迷走神経の断端をガラス吸引電極で吸引し、集合活動電位として記録した。脱分極波にともなうシグナルはスパイク状を呈し、このシグナル1つ1つをバースト(burst)と名づけた。通常Ringer液中では、連続したバースト(burst)から成るエピソード(episode)と呼ばれる現象が、数分に1回の頻度で出現した。nicotine(10μM)液を灌流すると、投与直後にバーストが連続して出現したが、その後バーストは抑制されることが明らかとなった。これらの結果から、nicotineは一過性の興奮作用(脱分極波の一過性の増大)とそれに続く抑制作用(脱分極波のブロック)の二重作用をもつこと、脱分極波に対するメインの効果は抑制であることが明らかとなった。脱分極波の一過性の増大とブロックは、nicotineがアセチルコリン受容体に結合し、神経活動が一過性に増強されたあと、受容体の脱感作が生じたことによるものと推測される。

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

当初の計画通り、鶏胚in vitro標本での解析を終えることができた。in ovo解析についても、基礎的なデータを得ることができた。

今後の研究の推進方策

研究の成果を踏まえて、in ovo実験系における実験条件が定まった。次年度は、in ovoニコチン暴露(胎生期におけるニコチン暴露に相当)による中枢神経系発生への影響の解析について結果を出す。

次年度使用額が生じた理由

(理由)コロナウイルスの影響で学会費用が削減されたため、次年度に使用することとした。
(使用計画)次年度購入予定の物品費にあてる。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Voltage-sensitive dye recording of glossopharyngeal nerve-related synaptic networks in the embryonic mouse brainstem.2019

    • 著者名/発表者名
      Momose-Sato, Y. and Sato, K.
    • 雑誌名

      IBRO Reports

      巻: 6 ページ: 176-184

    • DOI

      10.1016/j.ibror.2019.05.004

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Plasma IGF-1 levels are decreased after body weight gain with increasing food intake together with additive exercise.2019

    • 著者名/発表者名
      Yamada, T., Kurasawa, S., Matsuzaki, M., Momose-Sato, Y. and Tanaka, A.
    • 雑誌名

      Journal of Cachexia, Sarcopenia and Muscle

      巻: 10 ページ: 1428-1429

    • DOI

      10.1002/jcsm.12513

    • オープンアクセス
  • [学会発表] Prenatal exposure to nicotine disrupts synaptic network formation by inhibiting spontaneous correlated wave activity.2020

    • 著者名/発表者名
      Momose-Sato, Y. and Sato, K.
    • 学会等名
      第97回日本生理学会(紙上開催)
  • [学会発表] Optical analysis of functional development of the glossopharyngeal nerve pathway in the mouse fetus brainstem.2020

    • 著者名/発表者名
      Sato, K. and Momose-Sato, Y.
    • 学会等名
      第97回日本生理学会(紙上開催)
  • [学会発表] Functional development of the mouse vestibular nucleus: Optical recording with a voltage-sensitive dye.2019

    • 著者名/発表者名
      Momose-Sato, Y. and Sato, K.
    • 学会等名
      第42回日本神経科学学会(新潟)
  • [学会発表] Optical analysis of functional development of the glossopharyngeal nerve pathway in the mouse fetus brainstem.2019

    • 著者名/発表者名
      Sato, K. and Momose-Sato, Y.
    • 学会等名
      第42回日本神経科学学会(新潟)
  • [学会発表] Exposure to nicotine during development disrupts synaptic network formation by inhibiting correlated spontaneous wave activity.2019

    • 著者名/発表者名
      Momose-Sato, Y. and Sato, K.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 49th Annual Meeting (Chicago, USA)
    • 国際学会
  • [学会発表] Voltage-sensitive dye recording of glossopharyngeal nerve-related synaptic networks in the embryonic mouse brainstem.2019

    • 著者名/発表者名
      Sato, K. and Momose-Sato, Y.
    • 学会等名
      Society for Neuroscience 49th Annual Meeting (Chicago, USA)
    • 国際学会
  • [学会発表] Plasma IGF-1 levels are decreased after body weight gain with increasing food intake together with additive exercise.2019

    • 著者名/発表者名
      Yamada, T., Kurasawa, S., Matsuzaki, M., Momose-Sato, Y. and Tanaka, A.
    • 学会等名
      12th International Conference on Cachexia, Sarcopenia & Muscle Wasting (Berlin, Germany)
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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