2021 Fiscal Year Annual Research Report
特定神経ネットワークの人工的制御技術を駆使した全身麻酔薬の作用機序の解明
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19K22652
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
紙谷 義孝 新潟大学, 医歯学系, 准教授 (90381491)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 美佳 新潟大学, 医歯学系, 助教 (20774061)
倉部 美起 新潟大学, 医歯学系, 助教 (30635579)
上野 将紀 新潟大学, 脳研究所, 教授 (40435631)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Keywords | 全身麻酔薬 / 薬理遺伝学 / 電気生理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、薬理遺伝学的手法を用いて睡眠・覚醒と密接な関わりがあるとされる青斑核ノルアドレナリン（NA）神経を制御することで、青斑核NA神経の全身麻酔時の意識消失・覚醒に果たす役割を明らかにすることである。
研究内容：青斑核NA神経を特異的に制御可能なラットの作成を行った。NA神経特異的プロモーターを用いたアデノ随伴ウイルス（AAVPRSx8/hM3Dq）を作製し、青斑核特異的に発現することを免疫組織学的に確認した。AAV導入後のラットを用いて、青斑核NAニューロンをDCZ(Deschloroclozapine)腹腔内投与によって人為的に興奮させた際の全身麻酔の作用を行動学的および電気生理学的に解析した。
結果：行動実験の結果、DCZ投与によって揮発性麻酔薬による麻酔導入・覚醒時間はわずかに変化するのみであったが、静脈麻酔薬（プロポフォール）による麻酔導入・覚醒時間は著明に短縮した。次に、ウレタン麻酔下でNA神経より活動電位を記録した。揮発性麻酔薬・プロポフォール投与によって活動電位は著しく減少した。さらにDCZ投与によって、プロポフォール投与時の活動電位は増加した。最後に、free moving下での記録(脳波およびlocal field potential）をとる手法を確立し、NA神経制御下に記録を行った。脳波上、NA神経活性化により全身麻酔薬投与によるburst suppression出現までの時間は延長し、覚醒までの時間は著明に短縮した。NA神経活性化の影響は揮発性麻酔薬よりもプロポフォールでより顕著であった。
揮発性麻酔薬と静脈麻酔薬(プロポフォール)とで、青斑核NAニューロンの応答様式が異なることが明らかとなった。また、free moving下での電気生理学的記録に成功したことから、全身麻酔薬投与時の一連の神経活動についてより詳細に解析することが可能となった。
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