| 研究課題/領域番号 |
21K10139
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
入舩 正浩 広島大学, 医系科学研究科(歯), 教授 (10176521)
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| 研究分担者 |
向井 明里 広島大学, 医系科学研究科(歯), 助教 (30789251)
吾郷 由希夫 広島大学, 医系科学研究科(歯), 教授 (50403027)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 麻酔覚醒 / ドパミン受容体作動薬 / 側坐核 / 線条体 / マイクロダイアリシス法 / オプトジェネティクス / ペントバルビタール / GBR-12909 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、全身麻酔からの覚醒時や静脈内鎮静時には、覚醒遅延や意識レベルの低下により呼吸抑制や上気道閉塞を起こし重篤な肺胞低換気や低酸素血症に陥ることがあるが、今のところ麻酔・鎮静深度を調節しうる有効な薬物はないため、ドパミン神経刺激が意識を覚醒させることが知られていることから、この機序を応用した方法が麻酔・鎮静深度の調節に有効か、行動薬理学的、神経化学的（マイクロダイアリシス法）、オプトジェネティクス（光遺伝学）、および神経生理学的（脳波・筋電図）実験により明確にし、選択的ドパミン（D1-D5）受容体サブタイプのリガンドを用いた新たな麻酔・鎮静深度調節法の開発を目指すことにある。本研究により、どのドパミン神経経路が覚醒と関係しているのか明らかにし、この神経経路を選択的に刺激するドパミン（D1-D5）受容体サブタイプのリガンドを用いた新たな麻酔・鎮静深度調節法を開発することを目指す。
初年度の研究では、行動薬理学実験として、全身麻酔薬による鎮静や意識消失の指標としてマウスの正向反射の障害や消失をスコア化して測定した。静脈麻酔薬のペントバルビタールは用量依存性に正向反射スコアを増加させ、投与約10分後にピークとなった。20 mg/kgでは、正向反射消失を示すマウスはいなかったが、軽度正向反射が障害された鎮静状態であった。また、ペントバルビタールは用量依存性に正向反射を消失させ、50%有効量は37.5 mg/kgであった。マイクロダイアリシス法によるドパミン量の測定では、ペントバルビタールは側坐核と線条体の両部位においてドパミン量を減少させた。ドパミン取り込み阻害薬のGBR-12909は有意に側坐核のドパミン量を増加させ、20 mg/kgのペントバルビタール投与による正向反射スコアを減少させることが明らかになった。
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| 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
当初の予定では、初年度の研究で、神経生化学的手法（マイクロダイアリシス法）とオプトジェネティクス（光遺伝学）の遺伝子工学技術を用いて、側坐核のニューロンにチャネルロドプシン2（ChR2）を発現させた後、これを光刺激して神経興奮させることにより全身麻酔薬や鎮静薬からの覚醒を早めるか（オプトジェネティクス・マイクロダイアリシス実験）、明らかにする予定であった。しかし、ChR2-GFP融合タンパク質をクローニングさせた1型アデノ随伴ウィルスベクターの作製にはかなりの金額が必要で今回は行えなかったことから、今のところ実験の進捗が遅れている。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度は、マウスの正向反射スコアの測定を行い、静脈麻酔薬のペントバルビタールによる鎮静作用と意識消失作用を区別することが可能であることがわかった。また、マイクロダイアリシス法を用いて、ペントバルビタールは側坐核と線条体の両部位においてドパミン量を減少させた。ドパミン取り込み阻害薬のGBR-12909は有意に側坐核のドパミン量を増加させ、鎮静量のペントバルビタール投与後の正向反射スコアを減少させることが明らかになった。オプトジェネティクス実験については、ヒトsynapsinプロモーターの下流にChR2-GFP融合タンパク質をクローニングさせた1型アデノ随伴ウィルスベクターの作製にかなりの金額が必要で、今回は実施できなかった。次年度以降は、オプトジェネティクス（光遺伝学）や神経生理学的（脳波・筋電図）実験など、予定していた研究計画を遂行していく予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初の予定では、初年度の研究で、神経生化学的手法とオプトジェネティクス（光遺伝学）の遺伝子工学技術を用いて、側坐核のドパミン神経刺激が全身麻酔薬からの覚醒を促進させるか検討する予定であったが、ChR2-GFP融合タンパク質をクローニングさせた1型アデノ随伴ウィルスベクターの作製にはかなりの金額が必要で初年度は行えなかったことから、一部の研究費をプールすることとした。今後、当該実験を行っていく予定である。
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