| 研究課題/領域番号 |
24590272
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 信州大学 |
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研究代表者 |
河合 佳子 信州大学, 医学部, 准教授 (10362112)
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| 研究分担者 |
大橋 俊夫 信州大学, 医学部, 教授 (80020832)
安嶋 久美子 信州大学, 医学部, 助教 (70584051)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 呼吸生理学 / 流れ刺激 / F1/FO ATP synthase / 炭酸ガス |
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| 研究概要 |
従来、肺での炭酸ガス化の概念は、肺胞で赤血球内のヘモグロビンが酸素化される際に出てくる水素イオンが、赤血球内の重炭酸イオンと反応して二酸化炭素になり、赤血球膜・血漿・血管内皮細胞・肺胞上皮細胞を拡散して、最終的に肺胞内へ炭酸ガスとして排出される、と考えられていた。しかし私共は、肺細動脈に流れ刺激が加わることにより、血管内皮細胞表面のF1/FO ATP synthaseが活性化されて血漿中に水素イオンが放出され、血管内皮細胞表面の炭酸脱水酵素を介して血漿中の重炭酸イオンと反応して炭酸ガスを発生させるという、呼吸生理学の新概念を発見した。この事実は、今までの肺での炭酸ガス交換の概念を書き換える可能性のある重要な発見であり、すでにJournal of Cellular Physiologyに報告した。
その結果を元に、生体内でもこの新しい炭酸ガス化機構が証明できるよう、当該年度は実験動物を用いた実験のプロトコール作成を行った。具体的には、3.0kg前後の白色家兎を用い、全身麻酔下で気管内挿管を行い、呼吸状態（一回換気量・換気回数等）や循環動態（交感神経作動薬による血行動態の変化や肺動脈の人工的な狭窄による血流速度の上昇）などを変化させ、排出される炭酸ガス濃度を測定する。このような研究を行うことにより、肺内の血管への流れ刺激が炭酸ガス化にどのような影響を及ぼしているかを多角的に捉えることができ、現在確立した治療法がほとんどない原発性肺高血圧などの病態解析や新薬開発に役立つと考えられる。
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| 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
肺細動脈に流れ刺激が加わることにより、血管内皮細胞表面のF1/FO ATP Synthaseが活性化されて血漿中に水素イオンが産生され、血管内皮細胞表面の炭酸脱水酵素を介して血漿中の重炭酸イオンと反応して炭酸ガス化するという機構を、様々な薬剤を用いて多角的に検証することができた。培養細胞を用いた機構の解明はほぼ達成できたと考えている。
次年度以降は、生体内での炭酸ガス産生機構をさらに解明し、原発性肺高血圧症などの疾患に対し、新たな治療法を確立するための基礎研究を進めたい。
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| 今後の研究の推進方策 |
生体内での炭酸ガス産生機構を、ウサギ等の中型実験動物を用いてさらに解明していく予定である。具体的には、3.0kg前後の白色家兎を用い、全身麻酔下で気管内挿管を行い、一回換気量や換気回数等の呼吸状態の変化や、アドレナリン等、交感神経作動薬による血行動態の変化や肺動脈の人工的な狭窄による血流速度の上昇などに代表される循環動態の変化によって、排出される炭酸ガス濃度がどのように変化するかを経時的に測定し、血管内皮細胞への流れ刺激と炭酸ガス産生の関与につき詳細に検討する。また、呼吸器疾患や循環器疾患に用いられている薬剤により、炭酸ガスの産生がどのように変化するかを検討し、確立した治療法がほとんどない原発性肺高血圧などの病態解析や新薬開発に役立つ基礎研究を進める予定である。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
本研究課題の遂行のために用いる大型機器は、当教室ですでに有しているものが使用可能であるため、試薬等の消耗品購入と旅費に研究費を使わせていただく予定である。消耗品の詳細としては、呼吸器疾患に用いられているような薬剤や循環動態を変化させる薬剤の購入、実験動物由来の新たな細胞培養の消耗品購入、薬物投与後の肺組織の変化を検討するための免疫組織学的研究の消耗品購入に使用させていただく予定である。
また、当初計画で見込んだよりも安価に試薬を購入することができたため、未使用額2,355円が生じた。追加試薬を購入できるような残額ではなかったため、次年度の試薬購入に充てることとした。
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