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2021 年度 実施状況報告書

敗血症に伴う認知機能障害の分子機序の解明と新規治療薬へのアプローチ

研究課題

研究課題/領域番号 19K07314
研究機関千葉大学

研究代表者

入鹿山 容子  千葉大学, 真菌医学研究センター, 特任講師 (90312834)

研究分担者 桜井 武  筑波大学, 医学医療系, 教授 (60251055)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード敗血症 / 脳波 / 全身性炎症
研究実績の概要

近年、日本を初めとした先進諸国では、高齢者の増加や難治性疾患患者の長寿化に伴い、感染症や術後の侵襲によるうつ病などの精神疾患、不眠症、認知症の発症率が増加しており、医療費への圧迫が深刻な問題となっている。中でも、集中治療室(ICU)環境にいる患者の睡眠は極度に分断化され、徐波睡眠の増加やレム睡眠が欠如するという特徴を持つ。さらに睡眠リズムの乱れは、せん妄や予後の認知機能障害などの合併症につながりQOLの低下を招いている。患者予後に影響を及ぼす、せん妄に対しては早期理学療法しかない現状で、睡眠障害をターゲットとした介入が注目されている。
本研究では敗血症性全身性炎症モデルマウスを作成し、オレキシンの覚醒調節作用に着目して全身炎症下での睡眠改善効果について報告してきた。さらに、今年度は臓器保護・抗炎症作用を有する吸入麻酔薬であるセボフルランの全身炎症時における睡眠への影響を検討した。マウスに脳波・筋電図測定電極を装着したのち十分な回復期間後に実験を開始し、暗期前(ZT10.5)にセボフルランを予め吸入させた後、ZT11にLPS(0.5mg/kg)を投与することにより全身性炎症を惹起させ、脳波・筋電図を観察した。特に認知機能と関わるレム睡眠を中心に評価を行った。
全身性炎症を惹起した後の脳波は、ノンレム睡眠が増加しレム睡眠は減少したが、セボフルランの前投与では、非投与群と比較してレム睡眠の出現が早くなり、全体におけるレム睡眠時間、レム睡眠の出現頻度も正常時と同等までに回復することが明らかになった。さらにセボフルラン投与群では非投与群と比較して、レム睡眠をつかさどる神経核である脚橋被蓋核・外側被蓋核のアセチルコリン神経の活動が回復していた。全身炎症時においてセボフルランが神経核の活動を維持することがレム睡眠回復のメカニズムとして考えられた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

コロナ禍における実験実施の制限や、今年度からの所属の異動、さらには異動先の研究棟引っ越しなどの影響でセットアップが遅れ、全体的に研究の進捗が遅れている。

今後の研究の推進方策

これまでの研究で、オレキシン前投与により全身性炎症モデルマウスでの異常な睡眠からの早期回復が観察され、特にレム睡眠が早期に回復することを報告した。さらに抗炎症作用を有するセボフルランの前投与により、量的にも質的にもレム睡眠を改善することを見出した。レム睡眠は記憶や認知機能との関連が報告されている(Yaffe K, Lancet Neurol., 2014)ことから、オレキシンさらにはセボフルランの前投与が全身炎症後の認知機能回復に有効ではないかと考えた。そこで、

①全身性炎症モデルマウスにおいて、オレキシン脳室内投与またはオレキシン受容体作動薬、またはセボフルラン前投与群と対症薬投与群とで24時間後の認知機能について、LPS投与前と比較して評価する(新規物質探索試験、Y字迷路試験、恐怖条件付け試験など)。

②全身性炎症モデルマウスにおいて、オレキシン脳室内投与またはオレキシン受容体作動薬投与後のレム睡眠に関わる部位の神経活動について、神経活動のマーカーであるFosについて免疫組織化学的に調べる。

次年度使用額が生じた理由

コロナ禍での実験の制限や、今年度に所属を異動、さらには異動先の研究棟の移転などで全体的に研究の遅れを生じたため。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Effect of sevoflurane preconditioning on sleep reintegration after alteration by lipopolysaccharide2022

    • 著者名/発表者名
      Nemoto Tsuyoshi、Irukayama‐Tomobe Yoko、Hirose Yuki、Tanaka Hiromu、Takahashi Genki、Takahashi Satoshi、Yanagisawa Masashi、Kanbayashi Takashi
    • 雑誌名

      Journal of Sleep Research

      巻: 13556 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1111/jsr.13556

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Design and synthesis of novel orexin 2 receptor agonists based on naphthalene skeleton2022

    • 著者名/発表者名
      Hino T, Saitoh T, Nagumo Y, Yamamoto N, Kutsumura N, Irukayama-Tomobe Y, Ishikawa Y, Tanimura R, Yanagisawa M, Nagase H
    • 雑誌名

      Bioorg Med Chem Lett.

      巻: 59 ページ: 128530-128537

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2022.128530.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Essential structure of orexin 1 receptor antagonist YNT-707: Conversion of the 16-cyclopropylmethyl group to the 16-sulfonamide group in d-nor-nalfurafine derivatives2022

    • 著者名/発表者名
      Katoh K, Kutsumura Ni, Yamamoto N, Nagumo Y, Saitoh T, Ishikawa Y, Irukayama-Tomobe Y, Tanimura R, Yanagisawa M, Nagase H
    • 雑誌名

      Bioorg Med Chem Lett.

      巻: 59 ページ: 128550-128555

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2022.128550.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of removal of the 14-hydroxy group on the affinity of the 4,5-epoxymorphinan derivatives for orexin and opioid receptors2022

    • 著者名/発表者名
      Katoh K, Yamamoto N, Ishikawa Y, Irukayama-Tomobe Y, Tanimura R, Saitoh T, Nagumo Y, Kutsumura N, Yanagisawa M, Nagase H
    • 雑誌名

      Bioorg Med Chem Lett.

      巻: 59 ページ: 128527-128533

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2022.128527

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Discovery of orexin 2 receptor selective and dual orexin receptor agonists based on the tetralin structure: Switching of receptor selectivity by chirality on the tetralin ring2022

    • 著者名/発表者名
      Iio K, Saitoh T, Ohshita R, Hino T, Amezawa M, Takayama Y, Nagumo Y, Yamamoto N, Kutsumura N, Irukayama-Tomobe Y, Ishikawa Y, Tanimura R, Yanagisawa M, Nagase H
    • 雑誌名

      Bioorg Med Chem Lett.

      巻: 60 ページ: 128555-128561

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2022.128555.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 全身炎症時の睡眠回復におけるセボフルランによるプレコンディショニングの効果2022

    • 著者名/発表者名
      根本剛,入鹿山-友部容子,廣瀬優樹,高橋敏,柳沢正史,神林崇
    • 学会等名
      日本麻酔科学会第69回学術集会
  • [学会発表] Enhancement in sleep recovery during systemic inflammation is potentiated by sevoflurane preconditioning2022

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Nemoto, Yoko Irukayama-Tomobe, Yuki Hirose, HiromuTanaka, GenkiTakahashi, Satoshi Takahashi, Masashi Yanagisawa, Takashi Kanbayashi
    • 学会等名
      第99回日本生理学会大会
  • [学会発表] Sevoflurane preconditioning promotes sleep reintegration from lipopolysaccharide induced shattered sleep2022

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Nemoto, Yoko Irukayama-Tomobe, Yuki Hirose, HiromuTanaka, GenkiTakahashi, Satoshi Takahashi, Masashi Yanagisawa, Takashi Kanbayashi
    • 学会等名
      SLEEP 2022, the 36th annual meeting of the Associated Professional Sleep Societies,
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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