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2022 年度 実施状況報告書

延髄呼吸循環中枢ニューロンの低酸素受容の細胞・分子機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K06474
研究機関昭和大学

研究代表者

鬼丸 洋  昭和大学, 医学部, 客員教授 (30177258)

研究分担者 池田 啓子  昭和大学, 歯学部, 客員教授 (10265241)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワード低酸素応答 / Phox2b / チロシン水酸化酵素 / 吻側腹外側延髄 / アストロサイト / ATP受容体 / NOX
研究実績の概要

これまでの研究で,新生児ラット摘出脳幹-脊髄標本を用いて,延髄吻側腹外側部の呼吸・循環関連ニューロンから細胞内記録を行い,低酸素および高二酸化炭素刺激に対する膜電位応答をTTX存在下で調べてきた.その結果,Phox2b+/TH+ニューロン(いわゆるC1アドレナリンニューロン)は低酸素刺激に対し,脱分極を示したが,高二酸化炭素刺激には応答しなかった.これらの実験はTTX存在下で行われたので,その細胞の内因性応答を示すと考えられるが,周囲のアストロサイトが低酸素に直接反応(TTX非依存性,Ca2+依存性)し,その結果アストロサイトから放出されたATPがP2受容体を介して,ニューロンに作用するという可能性も考えられた.そこで2022年度は主に,ATPあるいはグルタミン酸などのグリオトランスミッターの受容体ブロッカーの存在下(いわゆるカクテルブロッカー溶液)でのPhox2b+/TH+ニューロンの低酸素応答を調べた.
カクテルブロッカー溶液:P2プリン作動性受容体アンタゴニスト, PPADS (5 μM); P2Y1 アンタゴニスト, MRS2179 (10 μM); P2X and P2Y プリン作動性アンタゴニスト, Suramin (100 μM);グルタミン酸受容体アンタゴニスト,CNQX (10 μM);NMDA受容体アンタゴニスト,MK-801 (10 μM);TTX (0.5μM)
その結果,Phox2b+/TH+ニューロンはカクテルブロッカー存在下でも低酸素刺激に対し,有意な脱分極応答を示すことが明らかになった.この結果は,Phox2b+/TH+ニューロン(いわゆるC1アドレナリンニューロン)が中枢性低酸素受容器の1つである可能性を示している.

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

おおむね,予定通りに進んでいる.

今後の研究の推進方策

C1アドレナリンニューロンは吻側延髄の腹側部にクラスターを形成している.これらの細胞集団が実際に低酸素刺激にどのように応答するのかをカルシウムイメージングを用いて明らかにする.また,低酸素受容におけるNOXカスケードの関与についても検討する.

次年度使用額が生じた理由

2023年3月の日本生理学会に出席した際の旅費などを,2023年4月以降に科研費の使用が可能になり次第,処理する予定である.

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 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 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Effect of cisplatin on respiratory activity in neonatal rats.2023

    • 著者名/発表者名
      Ota S, Onimaru H, Izumizaki M.
    • 雑誌名

      Pflugers Arch.

      巻: 475 ページ: 233-248

    • DOI

      10.1007/s00424-022-02762-z

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cannabinoid receptors involved in descending inhibition on spinal seizure-like activity in the phrenic output2023

    • 著者名/発表者名
      Lin ST, Iizuka M, Mikami Y, Yoda S, Onimaru H, Izumizaki M
    • 雑誌名

      Biomed Res.

      巻: 44 ページ: 41-49

    • DOI

      10.2220/biomedres.44.41

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Glycine and GABAA receptors suppressively regulate the inspiratory-related calcium rise in the thoracic inspiratory cells of the neonatal rat.2022

    • 著者名/発表者名
      Mikami Y, Iizuka M, Onimaru H, Izumizaki M.
    • 雑誌名

      J Physiol Sci.

      巻: 72 ページ: 24

    • DOI

      10.1186/s12576-022-00850-4

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Dual orexin receptor blocker suvorexant attenuates hypercapnic ventilatory augmentation in mice.2022

    • 著者名/発表者名
      Fukushi I, Yokota S, Takeda K, Terada J, Umeda A, Yoshizawa M, Kono Y, Hasebe Y, Onimaru H, Pokorski M, Okada Y.
    • 雑誌名

      Brain Res.

      巻: 1795 ページ: 148061

    • DOI

      10.1016/j.brainres.2022

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of ANP and BNP on the generation of respiratory rhythms in brainstem-spinal cord preparation isolated from newborn rats.2022

    • 著者名/発表者名
      Katsuki S, Ota S, Yoda S, Onimaru H, Dohi K, Izumizaki M.
    • 雑誌名

      Biomed Res.

      巻: 43 ページ: 127-135

    • DOI

      10.2220/biomedres.43.127

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Activation of astrocytes in the ventrolateral medulla via PAR1 and modulation of respiratory rhythm in newborn rat brainstem-spinal cord preparations2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Onimaru, Isato Fukushi, Keiko Ikeda, Itaru Yazawa, Kotaro Takeda, Yasumasa Okada, Masahiko Izumizaki
    • 学会等名
      第100回日本生理学会大会
  • [学会発表] Cell responses of the ventrolateral medulla induced by PAR1 activation and changes in respiratory rhythm in newborn rat en bloc preparations2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Onimaru, Isato Fukushi, Keiko Ikeda, Itaru Yazawa, Kotaro Takeda, Yasumasa Okada, Masahiko Izumizaki
    • 学会等名
      The 15th Oxford conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Involvement of cannabinoid receptors in descending inhibition on spinal seizure-like activity in the phrenic output2022

    • 著者名/発表者名
      Shih Tien Lin, Makito Iizuka, Shunya Yoda, Hiroshi Onimaru, Masahiko Izumizaki
    • 学会等名
      The 15th Oxford conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of Cisplatin on Respiratory Activity in Neonatal Rats2022

    • 著者名/発表者名
      Shinichiro Ota, Hiroshi Onimaru, Masahiko Izumizaki
    • 学会等名
      Effects of Cisplatin on Respiratory Activity in Neonatal Rats The 15th Oxford conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Depression of respiratory activity by aconitine and its recovery by tetrodotoxin or lidocaine in brainstem-spinal cord preparations from newborn rats2022

    • 著者名/発表者名
      Shunya Yoda, Hiroshi Onimaru, Masahiko Izumizaki
    • 学会等名
      The 15th Oxford conference
    • 国際学会
  • [学会発表] Cell responses of the ventrolateral medulla induced by PAR1 activation and changes in respiratory rhythm in newborn rat en bloc preparations2022

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Onimaru, Isato Fukushi, Keiko Ikeda, Itaru Yazawa, Kotaro Takeda, Yasumasa Okada, Masahiko Izumizaki
    • 学会等名
      第45回日本神経科学大会

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公開日: 2023-12-25  

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