代謝解剖学的アプローチによるガス分子受容・生成系を標的とした脳血流制御機構の解明

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21500353
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経化学・神経薬理学
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 梶村 眞弓 慶應義塾大学, 医学部, 講師 (10327497)
• 研究分担者: 石川 眞実 自治医科大学, 医学部, 准教授 (60212859)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 脳血流代謝カップリング / 一酸化炭素 / 硫化水素 / ガスバイオロジー

研究概要

外因性の多量の一酸化炭素(CO)は細胞の機能を障害するが、脳内で恒常的に産生されているCOは、酸素が十分にある時は、マウスの脳皮質細動脈をやや収縮させており、急な酸素不足の時に拡張させる予備能を付与する「緊急対応」の鍵分子として働くことを発見した。基礎CO量が野生型の約半分のHO-2欠損マウスを用い、代謝物の分布と局所濃度を網羅的にイメージングできる質量顕微鏡の技術により、エネルギー代謝物の動態を検証した。HO-2欠損マウスの脳は正常酸素下では、野生型よりATPレベルが高いが、低酸素になるとATPは約半分に低下するのに対し、野生型のマウスではATPが維持されることが判明した。

研究成果

• [雑誌論文] Hypoxic regulation of the cerebral microcirculation is mediated by a carbon monoxide-sensitive hydrogen sulfide pathway (2012)
  • 著者名/発表者名: Morikawa T., Kajimura M., Nakamura T., Hishiki T., Nakanishi T., Yukutake Y., Nagahata Y., Ishikawa M., Snyder S. H., and Suematsu M.
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA double first ページ: 1293-1298
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acute CO_2-independent vasodilatation of penetrating and precapillary arterioles in mouse cerebral parenchyma upon hypoxia revealed by a thinned-skull window method (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakamura T., Kajimura M., Morikawa T., Hattori K., Ishikawa M., Uchiyama S., and Suematsu M.
  • 雑誌名: Acta Physiologica 巻: 203 ページ: 187-196
  • 査読あり
• [雑誌論文] Paradoxical ATP elevation in ischemic penumbra revealed by quantitative imaging mass spectrometry (2010)
  • 著者名/発表者名: Hattori K., Kajimura M., Hishiki T., Nakanishi T., Setou M., Suematsu M.
  • 雑誌名: Antioxidants & Redox Signaling 巻: 13 ページ: 1157-1167
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interactions of multiple gas-transducing systems : Hallmarks and uncertainties of CO, NO, and H_2S gas biology (2010)
  • 著者名/発表者名: Kajimura M., Fukuda R., Bateman R. M., Yamamoto T., and Suematsu M.
  • 雑誌名: Antioxidants & Redox Signaling 巻: 13 ページ: 157-192
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gas biology : Tiny molecules controlling metabolic systems
  • 著者名/発表者名: Kajimura M., Nakanishi T., Takenouchi T., Morikawa T., Hishiki T., Yukutake Y., and Suematsu M.
  • 雑誌名: Respiratory Physiology & Neurobiology 巻: (in press)
  • DOI: DOI:10.1016/j.resp.2012.03.016.
  • 査読あり
• [学会発表] CO-H_2S cascade controls brain microvascular tone during hypoxia (2011)
  • 著者名/発表者名: Kajimura M., Morikawa T., Nakamura T., Hattori K., Hishiki T., Nagahata Y., and Suematsu M
  • 学会等名: Joint meeting of the European Society for Microcirculation and the German Society of Microcirculation and Vascular Biology
  • 発表場所: Ludwig-Maximilians-University, Munich Germany
  • 年月日: 2011-10-15
• [学会発表] Carbon monoxide : the housekeeping regulator of brain microvascular tone (2011)
  • 著者名/発表者名: Kajimura M., Morikawa K., Nakamura T., and Suematsu M.
  • 学会等名: The 84^<th> Annual Meeting of the Japanese Biochemical Society
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] Regulation of cerebral vascular tone by gaseous mediators ; Interactions of multiple gas-transducing systems (2009)
  • 著者名/発表者名: Kajimura M., Hattori K., Morikawa K., Ishikawa M., and Suematsu M
  • 学会等名: The 36^<th> International Union of Physiological Society
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2009-07-30
• [図書] ガス分子による代謝システム制御機構の系統的探索と医学応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 末松誠、山本雄広、菱木貴子、加部泰明、梶村眞弓
  • 総ページ数: 236-243
  • 出版者: 羊土社