認知予備力とミトコンドリア機能の脆弱性との関連を探る

探索认知储备与线粒体功能脆弱性之间的关系

• 批准号: 20K09240
• 负责人: 三澤 知子
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K09240/
• 关键词: 術後せん妄; モデルマウス; ミトコンドリア; モノアミン酸化酵素; アセチルコリン神経終末; シナプトソーム; 老化促進モデルマウス; 認知予備力; 術後高次脳機能障害; ミトコンドリア機能; 術後脳高次機能障害

「認知予備力」が低下しているといわれる高齢患者が好発する術後せん妄（POD）や術後高次脳機能障害（POCD）の病因・病態生理は未だ不明な点が多い。我々は、抗POD/POCD薬創出を目指す上で、「認知予備力の大小は、認知機能に関与する神経細胞が細胞障害性刺激を受けた際のミトコンドリア機能の脆弱性の度合いである」という仮説をたてた。我々は独自に、全身麻酔下で開腹手術（麻酔+開腹手術）した若齢マウスが、手術4時間後にPOD症状である認知機能異常や注意力障害様の行動変化を示すことを見出している。また、この行動変化は大脳皮質や海馬のノルエピネフリン神経伝達変化により引き起こされることが示唆されている。この現象を利用し、本研究では、老化促進モデルマウスの様々な加齢ポイントにおいて、上記処置後の行動変化発現の有無を観察し、さらにそのマウスの脳組織（大脳皮質や海馬）からグルタミン酸神経やアセチルコリン神経のシナプトソーム画分を特異的に単離・精製し、ミトコンドリア機能を解析することを計画した。この解析により、認知予備力とミトコンドリア機能の関連を探ることを目的としている。本年度は、直接的なミトコンドリア機能の解析ではないが、細胞内でミトコンドリア外膜に結合して存在しているモノアミン酸化酵素の発現が、「麻酔+開腹手術」処置した若齢マウスの大脳皮質や海馬で変化しているか否かをウエスタンブロッティング法により検討した。モノアミン酸化酵素はノルエピネフリンやセロトニン分解に関与するA型（MAO-A）とドパミン分解に関与するB型（MAO-B）について行った。その結果、前頭皮質と海馬のそれぞれにおけるMAO-Aの発現量は「麻酔+開腹手術」処置マウスと無処置マウスの間で差がなかった。また同様に、MAO-Bについても発現量に差が見られなかった。

术后谵妄（POD）和术后高级脑功能障碍（POCD）的病因和病理生理学仍不清楚，这些疾病通常发生在“认知储备”下降的老年患者中。为了创造抗POD/POCD药物，我们提出了一个假设，即认知储备的程度是参与认知功能的神经元受到细胞毒性刺激时线粒体功能的脆弱程度。我们独立发现，在全身麻醉（麻醉+剖腹手术）下接受剖腹手术的幼鼠在手术后4小时表现出类似于认知功能异常和注意力缺陷（POD症状）的行为变化。也有人认为，这种行为变化是由大脑皮层和海马体去甲肾上腺素神经传递的变化引起的。利用这一现象，在本研究中，我们观察了加速衰老模型小鼠在不同衰老点经过上述治疗后是否存在行为变化，我们计划特异性分离和纯化乙酰胆碱和乙酰胆碱神经元的突触体部分。分析线粒体功能。通过这一分析，我们旨在探讨认知储备与线粒体功能之间的关系。今年，虽然我们没有直接分析线粒体功能，但我们使用了“麻醉+剖腹手术”处理的幼鼠大脑皮层中单胺氧化酶的表达情况，单胺氧化酶存在于细胞内的线粒体外膜上。检查海马体是否发生变化。测试了单胺氧化酶的 A 型 (MAO-A)（参与去甲肾上腺素和血清素降解）和 B 型（MAO-B）（参与多巴胺降解）。结果，“麻醉+剖腹手术”处理的小鼠与未处理的小鼠之间，额叶皮层和海马中MAO-A的表达水平没有差异。类似地，MAO-B的表达水平也没有观察到差异。