キレータブル亜鉛によるグリア細胞間機能制御を標的とした脳卒中後遺症の予防法開発

2019 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K09510
• Research Institution: Kochi University
• Principal Investigator: 東 洋一郎 高知大学, 教育研究部医療学系基礎医学部門, 助教 (80380062)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 上羽 哲也 高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 教授 (00314203) ; 清水 孝洋 高知大学, 教育研究部医療学系基礎医学部門, 准教授 (00363276) ; 八幡 俊男 高知大学, 教育研究部医療学系臨床医学部門, 助教 (40380323) ; 齊藤 源顕 高知大学, 教育研究部医療学系基礎医学部門, 教授 (60273893) ; 清水 翔吾 高知大学, 教育研究部医療学系基礎医学部門, 助教 (90721853)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 脳卒中 / キレータブル亜鉛 / ミクログリア / アストロサイト

Outline of Annual Research Achievements

[具体的な内容]
本年度の研究により、1. リポ多糖刺激によりM1極性誘導した初代培養ミクログリアがアストロサイトの食作用に及ぼす効果を調べるため、初代培養アストロサイトにM1ミクログリアの培養上清を処置した。その後、蛍光ビーズを用いて食作用を検討したところ、低～中濃度のリポ多糖により極性誘導されたM1ミクログリアはリポ多糖の濃度依存的にアストロサイトの食作用を増加させたが、高濃度のリポ多糖刺激は食作用に効果を示さなかった。2. 1.の食作用誘導が亜鉛によって抑制されるか否かを検討するため、亜鉛前処置したM1ミクログリアを用いて1.と同様の検討を行ったところ、亜鉛前処置はM1ミクログリアによるアストロサイトの食作用誘導を抑制した。　3. 2.の結果はミクログリアの亜鉛取り込みが関与しているか否かを調べるため、予め細胞膜透過性亜鉛キレート薬を処置したミクログリアを用いて2.と同様の検討を行った。その結果、2.で観察された亜鉛前処置によるアストロサイトの食作用抑制効果が細胞膜透過性亜鉛キレート薬で阻止された。
[意義・重要性]
脳卒中後の認知症や気分障害は早急な対応が必要である。このような後遺症の発症機序にミクログリアとアストロサイトなどグリア細胞の関与が指摘されているが十分に理解されていない。今回の検討結果は代表者らがミクログリア活性化調節因子として見出した脳内キレータブル亜鉛がM1ミクログリアを介してアストロサイトの脳修復機能の一つである食作用を抑制し、その機序にミクログリアによる亜鉛取り込みが関与していることを示している。これらの結果は、未だ存在しないグリア細胞間の機能制御機構を標的とした脳卒中後遺症の予防法・治療法の開発に繋がる意義深い重要な知見である。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度は、細胞外キレータブル亜鉛がM1ミクログリアを介してアストロサイトの食作用を抑制し、その機序にミクログリアの亜鉛取り込みが関与していることを明らかにした。当初予定していた神経保護・脳修復抑制関連分子の探索は次年度以降にしてアストロサイトの食作用に対する亜鉛誘導性増悪化M1ミクログリアの効果の解析に焦点を絞り、重要な知見を得ることが出来た。

Strategy for Future Research Activity

本年度は、細胞外キレータブル亜鉛がM1ミクログリアを介してアストロサイトの食作用を抑制し、その機序にミクログリアの亜鉛取り込みが関与していることを明らかにした。しかし、脳内キレータブル亜鉛は生理的な脳機能に重要であり、これを治療標的とすることは困難である。そこで、今後はミクログリア内の治療標的となり得る分子の同定を行うことを計画している。

Causes of Carryover

[理由] 本年度は、細胞外キレータブル亜鉛がM1ミクログリアを介してアストロサイトの食作用に影響を及ぼすか否かとその機序解明に焦点を絞って検討を行った。そのため、当初予定していたマイクロアレイを用いた神経保護・脳修復抑制関連分子の探索を次年度以降の検討としたことで、関連試薬を購入する必要がなくなり当該助成金が生じた。
[使用計画] 当該助成金は、次年度以降に予定しているマイクロアレイを用いた検討に使用する計画である。

Research Products

• [Journal Article] Effects of silodosin and tadalafil on bladder dysfunction in spontaneously hypertensive rats: Possible role of bladder blood flow (2020)
  • Author(s): Nagao Yoshiki、Shimizu Shogo、Kurabayashi Atsushi、Shimizu Takahiro、Tsuda Masayuki、Higashi Youichirou、Fujieda Mikiya、Saito Motoaki
  • Journal Title: International Journal of Urology Volume: 27 Pages: 258～265
  • DOI: 10.1111/iju.14171
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Central angiotensin II type 1 receptor as a therapeutic target against frequent urination (2019)
  • Author(s): Shimizu Shogo、Shimizu Takahiro、Nagao Yoshiki、Higashi Youichirou、Saito Motoaki
  • Journal Title: Neurourology and Urodynamics Volume: 38 Pages: 2112～2120
  • DOI: 10.1002/nau.24141
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 亜鉛誘導性増悪化M1ミクログリアによるアストロサイトの食作用への効果の解析 (2020)
  • Author(s): 東洋一郎、濱田朋弥、新武享朗、清水孝洋、清水翔吾、Zou Suo、山本雅樹、長尾佳樹、中村里菜、秋澤俊史、齊藤源顕
  • Organizer: 日本薬学会第140年会
• [Presentation] 硫化水素は脳内で排尿反射の抑制に関与する (2020)
  • Author(s): 清水孝洋、 山本雅樹、Zou Suo、尾野秀彬、清水陽平、畑優里佳、清水翔吾、東洋一郎、新武享朗、濱田朋弥、長尾佳樹、藤枝幹也、齊藤源顕
  • Organizer: 日本薬学会第140年会
• [Presentation] 脳内一酸化窒素はグルタミン酸神経系を介して頻尿を誘発する (2020)
  • Author(s): 尾野秀彬、清水孝洋、Zou Suo、山本雅樹、清水陽平、畑優里佳、清水翔吾、東洋一郎、新武享朗、濱田朋弥、長尾佳樹、齊藤源顕
  • Organizer: 第93回日本薬理学会年会
• [Presentation] 脳内硫化水素がラット排尿反射へおよぼす影響の薬理学的解析 (2020)
  • Author(s): 山本雅樹、清水孝洋、Zou Suo、尾野秀彬、清水陽平、畑優里佳、清水翔吾、東洋一郎、新武享朗、濱田朋弥、長尾佳樹、藤枝幹也、齊藤源顕
  • Organizer: 第93回日本薬理学会年会
• [Presentation] 亜鉛増悪化M1ミクログリアはP2X7受容体を介したアストロサイト食作用を抑制する (2020)
  • Author(s): Takaaki Aratake, Youichirou Higashi, Tomoya Hamada, Takahiro Shimizu, Shogo Shimizu, Suo Zou, Masaki Yamamoto, Yoshiki Nagao, Rina Nakamura, Toshifumi Akizawa, Motoaki Saito
  • Organizer: 第93回日本薬理学会年会
• [Presentation] Age-related differences in responses to hydrogen sulfide in the bladder of spontaneously hypertensive rats. (2020)
  • Author(s): Zou Suo、清水孝洋、清水翔吾、尾野秀彬、清水陽平、畑優里佳、山本雅樹、新武享朗、長尾佳樹、濱田朋弥、東洋一郎、齊藤源顕
  • Organizer: 第93回日本薬理学会年会
• [Presentation] 脳虚血後のZn2+毒性に対するEAAC1発現の日内変動の関与 (2020)
  • Author(s): Youichirou Higashi, Takaaki Aratake, Shogo Shimizu, Takahiro Shimizu Motoaki Saito
  • Organizer: 第93回日本薬理学会年会
• [Presentation] 脳内ニコチン受容体を介したストレス反応制御機構―交感神経-副腎髄質系に着目して― (2020)
  • Author(s): 清水孝洋、清水翔吾、東洋一郎、齊藤源顕
  • Organizer: 第93回日本薬理学会年会
• [Presentation] Blockade of central angiotensin II type 1 receptors suppresses micturition reflex in rats. (2019)
  • Author(s): Shimizu S, Shmizu T, Nagao Y, Nakamura K, Kataoka T, Kmada S, Higashi Y, Aratake T, Zou S, Hamada T, Ueba Y, Yamamoto M, Saito M
  • Organizer: American Urological Association, 113th Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Brain nicotinic acetylcholine receptors stimulation inhibits the micturition reflex in rats. (2019)
  • Author(s): Shimizu T, Shimizu Y, Ono H, Zou S, Yamamoto M, Shimizu S, Higashi Y, Aratake T, Hamada T, Nagao Y, Saito M
  • Organizer: The 14th Pan-Pacific Continence Society Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Roles of brain nicotinic acetylcholine receptors in the rat micturition reflex. (2019)
  • Author(s): Shimizu T, Shimizu Y, Ono H, Zou S, Yamamoto M, Shimizu S, Higashi Y, Aratake T, Saito M
  • Organizer: 7th China-Japan Joint Meeting of Basic and Clinical Pharamcology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Blocking of central angiotensin II type 1 receptors inhibits micturition reflex in rats. (2019)
  • Author(s): Shimizu S, Shimizu T, Nagao Y, Kataoka T, Kamada S, Higashi Y, Aratake T, Zou S, Hamada T, Yamamoto M, Saito M
  • Organizer: International Continence Society 49th Annual Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Circadian rhythm influences ischemic zinc toxicity. (2019)
  • Author(s): Aratake T, Higashi Y, Hamada T, Shimizu T, Shimizu S, Zou S, Yamamoto M, Nagao Y, Nakamura R, Akizawa T, Saito M
  • Organizer: The 6th Meeting of International Society for Zinc Biology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Attenuation of zinc-enhanced inflammatory M1 phenotype of microglia by peridinin, a bioactive secondary metabolite in dinoflagellate. (2019)
  • Author(s): Higashi Y, Aratake T, Shimizu S, Shimizu T, Saito M
  • Organizer: The 6th Meeting of International Society for Zinc Biology
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] The brain ischemia in the dark period reduces ischemia-induced zinc toxicity via EAAC1 expression. (2019)
  • Author(s): Aratake T, Higashi Y, Hamada T, Shimizu T, Shimizu S, Zou S, Yamamoto M, Nagao Y, Nakamura R, Akizawa T, Saito M
  • Organizer: International Society for Trace Element Research in Humans 2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 排尿筋過活動モデル自然発症高血圧ラットに対するα1受容体遮断薬シロドシン及びPDE5阻害薬タダラフィルの効果 (2019)
  • Author(s): 清水翔吾, 長尾佳樹, 清水孝洋, 東洋一郎, Zou Suo, 新武享朗, 濱田朋弥, 上羽佑亮, 山本雅樹, 本田正史, 津田雅之, 齊藤源顕
  • Organizer: 第107回日本泌尿器科学会総会
• [Presentation] 頻尿モデルラットにおけるα1受容体遮断薬シロドシンまたはPDE5阻害薬タダラフィルによる治療効果の検討 (2019)
  • Author(s): 長尾佳樹, 清水翔吾, 清水孝洋, 片岡環, 鎌田栞穂, Zou Suo, 新武享朗, 東洋一郎, 津田雅之, 石原正行, 藤枝幹也, 齊藤源顕
  • Organizer: 第54回日本小児腎臓病学会学術集会
• [Presentation] 頻尿モデルに対するα1受容体遮断薬シロドシンまたはPDE5阻害薬タダラフィルの効果 (2019)
  • Author(s): 長尾佳樹, 清水翔吾, 清水孝洋, 片岡環, 鎌田栞穂, Zou Suo, 新武享朗, 東洋一郎, 津田雅之, 石原正行, 藤枝幹也, 齊藤源顕
  • Organizer: 第62回日本腎臓学会学術総会
• [Presentation] ラットにおいてストレス関連性神経ペプチドのボンベシンは脳内5-HT7受容体を介して中枢性に頻尿を誘発する (2019)
  • Author(s): 清水孝洋, 清水翔吾, 和田直樹, 高井峻, 清水信貴, 東洋一郎, 嘉手川豪心, 馬嶋剛, 吉村直樹, 齊藤源顕
  • Organizer: NEURO2019
• [Presentation] ミクログリア細胞内Zn2+放出はIL-4誘導性arginase-1発現および貪食活性を制御する (2019)
  • Author(s): 新武享朗, 東洋一郎, 濱田朋弥, 清水孝洋, 清水翔吾, 山本雅樹, 長尾佳樹, Zou Suo, 中村里菜, 秋澤俊史, 齊藤源顕
  • Organizer: 第19回日本亜鉛栄養治療研究会
• [Presentation] アストロサイトの食作用に対する亜鉛誘導性増悪化M1ミクログリアの作用に対する検討 (2019)
  • Author(s): 東洋一郎, 上羽佑亮, 新武享朗, 中村里菜, 秋澤俊史, 清水孝洋, 清水翔吾, 濱田朋弥, Zou Suo, 山本雅樹, 長尾佳樹, 齊藤源顕
  • Organizer: 第19回日本亜鉛栄養治療研究会
• [Presentation] Effects of hydrogen sulifed-induced relaxation on the bladder are different between hypertensive and normotensive rats. (2019)
  • Author(s): Suo Zou, Takahiro Shimizu, Shogo Shimizu, Hideaki Ono, Yohei Shimizu, Masaki Yamamoto, Takaaki Aratake, Yoshiki Nagao, Tomoya Hamada, Yusuke Ueba, Youichirou Higashi, Motoaki Saito
  • Organizer: 第2回中四国薬理学懇話会
• [Presentation] 暗期に増加するEAAC1は脳虚血後のZn2+毒性を軽減させる (2019)
  • Author(s): 新武享朗, 東洋一郎, 清水孝洋, 清水翔吾, 濱田朋弥, Zou Suo, 山本雅樹, 長尾佳樹, 中村里菜, 秋澤俊史, 齊藤源顕
  • Organizer: 第2回中四国薬理学懇話会
• [Presentation] ストレス反応性脳内神経伝達物質アンジオテンシンⅡによる排尿反射亢進におけるcorticotropin-releasing factor神経系の関与 (2019)
  • Author(s): 清水翔吾, 清水孝洋, 長尾佳樹, 片岡環, 鎌田栞穂, 新武享朗, Zou Suo, 濱田朋弥, 山本雅樹, 東洋一郎, 齊藤源顕
  • Organizer: 第26回日本排尿機能学会
• [Presentation] 下部尿路機能障害に対する脳内アンジオテンシンII受容体を標的とした治療の可能性 (2019)
  • Author(s): 清水翔吾, 清水孝洋, 東洋一郎, 齊藤源顕
  • Organizer: 第26回日本排尿機能学会
• [Presentation] ストレス反応研究から見えてきた排尿制御に関わる脳内分子群―ストレス誘発性頻尿の脳内機序解明を目指して― (2019)
  • Author(s): 清水孝洋, 清水翔吾, 東洋一郎, 吉村直樹, 齊藤源顕
  • Organizer: 第26回日本排尿機能学会
• [Presentation] 亜鉛誘導性増悪化M1ミクログリアはアストロサイトの食作用を低下させる (2019)
  • Author(s): 新武享朗, 東洋一郎, 濱田朋弥, 清水孝洋, 清水翔吾, Zou Suo, 山本雅樹, 長尾佳樹, 中村里菜, 秋澤俊史, 齊藤源顕
  • Organizer: メタルバイオサイエンス研究会2019
• [Presentation] 脳内亜鉛のミクログリア活性化制御因子作用と海洋微細藻由来化合物ペリジニンの抗炎症効果 (2019)
  • Author(s): 東洋一郎, 新武享朗, 秋澤俊史, 齊藤源顕
  • Organizer: メタルバイオサイエンス研究会2019
• [Presentation] 5-HT ストレス関連ペプチド・ボンベシンにより中枢性に誘発される頻尿には脳内5-HT7受容体が関与する (2019)
  • Author(s): 清水孝洋, 清水翔吾, 和田直樹, 高井峻, 清水信貴, 東洋一郎, 嘉手川豪心、馬嶋剛, 吉村直樹, 齊藤源顕
  • Organizer: 第58回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会中国四国支部学術大会
• [Presentation] ストレス関連ペプチド・ボンベシンは脳内5-HT7受容体を介して中枢性に頻尿を誘発する (2019)
  • Author(s): 清水孝洋, 清水翔吾, 和田直樹, 高井峻, 清水信貴, 東洋一郎, 嘉手川豪心, 馬嶋剛, 吉村直樹, 齊藤源顕
  • Organizer: 第58回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会中国四国支部学術大会
• [Presentation] 前立腺肥大・前立腺委縮における加齢及び高血圧の影響 (2019)
  • Author(s): 鎌田栞穂, 清水翔吾, 片岡環, 長尾佳樹, 岡本澪奈, Zou Suo, 新武享朗, 濱田朋弥, 山本雅樹, 東洋一郎, 清水孝洋, 齊藤源顕
  • Organizer: 第4回黒潮カンファレンス
• [Presentation] 前立腺過形成に対するPDE5阻害薬タダラフィルの治療効果 (2019)
  • Author(s): 片岡環, 清水翔吾, 鎌田栞穂, 長尾佳樹, 岡本澪奈, Zou Suo, 新武享朗, 濱田朋弥, 山本雅樹, 東洋一郎, 清水孝洋, 齊藤源顕
  • Organizer: 第4回黒潮カンファレンス
• [Presentation] ラット排尿反射抑制に関与する脳内ニコチン受容体サブタイプの薬理学的解析 (2019)
  • Author(s): 清水陽平, 清水孝洋, 尾野秀彬, Zou Suo, 山本雅樹, 畑優里佳, 清水翔吾, 東洋一郎, 新武享朗, 齊藤源顕
  • Organizer: 第4回黒潮カンファレンス
• [Presentation] 脳内一酸化窒素による頻尿誘発の脳内機序の薬理学的解析 (2019)
  • Author(s): 尾野秀彬, 清水孝洋, Zou Suo, 清水陽平, 山本雅樹, 畑優里佳, 清水翔吾, 東洋一郎, 新武享朗, 齊藤源顕
  • Organizer: 第4回黒潮カンファレンス
• [Presentation] 自然発症高血圧ラットにおける膀胱機能障害に対するα1受容体遮断薬シロドシンとPDE5阻害薬タダラフィルの効果 (2019)
  • Author(s): 清水翔吾, 長尾佳樹, 倉林睦, 片岡環, 鎌田栞穂, Zou Suo, 新武享朗, 津田雅之, 東洋一郎, 清水孝洋, 藤枝幹也, 齊藤源顕
  • Organizer: 第4回黒潮カンファレンス
• [Presentation] アストロサイトの食作用に対する亜鉛誘導性増悪化M1ミクログリアの作用の解析 (2019)
  • Author(s): 東洋一郎, 濱田朋弥, 新武享朗, 清水孝洋, 清水翔吾, Zou Suo, 山本雅樹, 長尾佳樹, 中村里菜, 秋澤俊史, 齊藤源顕
  • Organizer: 第4回黒潮カンファレンス
• [Presentation] Age-related changes of responses to hydrogen sulfide in the bladder of spontaneously hypertensive rats. (2019)
  • Author(s): Zou Suo, 清水孝洋, 清水翔吾, 尾野秀彬, 清水陽平, 畑優里佳, 山本雅樹, 新武享朗, 長尾佳樹, 濱田朋弥, 東洋一郎, 齊藤源顕
  • Organizer: 第4回黒潮カンファレンス
• [Presentation] 暗期に増加するEAAC1は脳虚血後のキレータブル亜鉛を介した海馬障害を軽減させる (2019)
  • Author(s): 新武享朗, 東洋一郎, 濱田朋弥, 清水孝洋, 清水翔吾, Zou Suo, 山本雅樹, 長尾佳樹, 中村里菜, 秋澤俊史, 齊藤源顕
  • Organizer: 第4回黒潮カンファレンス
• [Presentation] 加齢及び高血圧がラット前立腺及び精巣に及ぼす影響 (2019)
  • Author(s): 鎌田栞穂, 清水翔吾, 片岡環, 長尾佳樹, 岡本澪奈, Zou Suo, 新武享朗, 濱田朋弥, 山本雅樹, 東洋一郎, 清水孝洋, 齊藤源顕
  • Organizer: 第72回日本薬理学会西南部会
• [Presentation] 自然発症高血圧ラット前立腺過形成に対するPDE5阻害薬タダラフィルの効果 (2019)
  • Author(s): 片岡環, 清水翔吾, 鎌田栞穂, 長尾佳樹, 岡本澪奈, Zou Suo, 新武享朗, 濱田朋弥, 山本雅樹, 東洋一郎, 清水孝洋, 齊藤源顕
  • Organizer: 第72回日本薬理学会西南部会
• [Presentation] 脳内α7型ニコチン受容体は排尿反射抑制に関与する (2019)
  • Author(s): 清水陽平, 清水孝洋, 尾野秀彬, Zou Suo, 山本雅樹, 畑優里佳, 清水翔吾, 東洋一郎, 新武享朗, 齊藤源顕
  • Organizer: 第72回日本薬理学会西南部会
• [Presentation] 脳内一酸化窒素による頻尿誘発には脳内グルタミン酸神経系が関与する (2019)
  • Author(s): 尾野秀彬, 清水孝洋, Zou Suo, 清水陽平, 山本雅樹, 畑優里佳, 清水翔吾, 東洋一郎, 新武享朗, 齊藤源顕
  • Organizer: 第72回日本薬理学会西南部会
• [Presentation] 膀胱機能障害に対するα1受容体遮断薬シロドシンおよびPDE5阻害薬タダラフィルの効果 (2019)
  • Author(s): 清水翔吾, 長尾佳樹, 倉林睦, 片岡環, 鎌田栞穂, Zou Suo, 新武享朗, 津田雅之, 東洋一郎, 清水孝洋, 藤枝幹也, 齊藤源顕
  • Organizer: 第72回日本薬理学会西南部会
• [Presentation] アストロサイトの食作用に対する亜鉛誘導性増悪化M1ミクログリアの作用の解析 (2019)
  • Author(s): 東洋一郎, 濱田朋弥, 新武享朗, 清水孝洋, 清水翔吾, Zou Suo, 山本雅樹, 長尾佳樹, 中村里菜, 秋澤俊史, 齊藤源顕
  • Organizer: 第72回日本薬理学会西南部会
• [Presentation] Influences of age on responses to hydrogen sulfide in the bladder of spontaneously hypertensive rats. (2019)
  • Author(s): Zou Suo, 清水孝洋, 清水翔吾, 尾野秀彬, 清水陽平, 畑優里佳, 山本雅樹, 新武享朗, 長尾佳樹, 濱田朋弥, 東洋一郎, 齊藤源顕
  • Organizer: 第72回日本薬理学会西南部会
• [Presentation] 暗期のEAAC1発現量増加は脳虚血後のキレータブル亜鉛を介した海馬神経傷害を軽減する (2019)
  • Author(s): 新武享朗, 東洋一郎, 濱田朋弥, 清水孝洋, 清水翔吾, Zou Suo, 山本雅樹, 長尾佳樹, 中村里菜, 秋澤俊史, 齊藤源顕
  • Organizer: 第72回日本薬理学会西南部会
• [Presentation] ストレス反応の脳内制御機構に関する薬理学的研究―交感神経系賦活およびストレス誘発性頻尿に着目して― (2019)
  • Author(s): 清水孝洋、清水翔吾、東洋一郎、齊藤源顕
  • Organizer: 第72回日本薬理学会西南部会
• [Presentation] Age-dependent changes in responses to hydrogen sulfide in the bladder of spontaneously hypertensive rats (2019)
  • Author(s): Zou Suo、清水孝洋、清水翔吾、山本雅樹、尾野秀彬、清水陽平、畑優里佳、新武享朗、濱田朋弥、長尾佳樹、東洋一郎、齊藤源顕
  • Organizer: 第29回日本循環薬理学会 第55回高血圧関連疾患モデル学会合同学会