公募研究
体内酸素レベルの恒常性を維持することは、ヒトを含めた哺乳類の生命維持に不可欠である。この体内の酸素レベルの恒常性維持には、呼吸による調節、特に生体が低酸素状態になった時の呼吸増強応答（低酸素換気応答）が、最も重要な役割を果たしている。ここで、低酸素換気応答の機序について、従来は、末梢化学受容体が体内で唯一の低酸素受容体であると考えられていた。しかし、研究代表者は、脳内低酸素受容体の存在を想定し、以下の仮説を提唱した。(1)末梢化学受容体とは別に、脳内（視床下部や延髄）にも低酸素に応答して換気増強応答を惹起する低酸素受容体が存在している。(2)その低酸素センサー細胞は、ニューロンand/or アストロサイトである。(3)低酸素センサー細胞における低酸素感受は、TRPA1をはじめとするTRPチャネルの開口や、カリウムチャネルの閉鎖による。本研究では、この仮説を検証し、中枢性低酸素換気応答機構の全容を解明することを目的とし、以下の実験を実施した。(1) in vitro摘出脳幹脊髄標本を用いた解析：末梢化学受容体を有さない 摘出脳幹脊髄標本を用い、灌流液の酸素レベルを下げた際の呼吸出力応答を記録することにより、低酸素呼吸応答を解析した。そのうえで延髄断面における低酸素に対する細胞応答をカルシウムイメージングにより解析した。それにより低酸素呼吸応答は、ニューロンおよびアストロサイトによることを明らかにした。次いで、TRPチャネル、特にTRPA1に注目し、その阻害剤による低酸素呼吸応答の抑制を認め、低酸素センサーチャネルとしてTRPA1が重要であることを示した。(2) in vivo覚醒マウスを用いた解析:アストロサイトの活性化阻害剤であるarundic acidを成熟マウスに投与し、低酸素換気応答の抑制効果を検証して、低酸素換気応答におけるアストロサイトの関与を証明した。
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Journal of Rehabilitation Neurosciences
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