脳における細胞内ATP感知機構の解明

阐明大脑细胞内 ATP 传感机制

基本信息

批准号：
14370009
负责人：
稲垣暢也
金额：
$ 8.38万
依托单位：
Akita University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

あえぎ呼吸(gasping)は、組織中の酸素分圧が急速に低下した際などに現れて一定時間継続する特有の規則的リズムをもった呼吸パターンであるが、その中枢メカニズムは十分明らかでない。今回申請者らは、細胞内ATP/ADP比の低下により開口するATP感受性カリウム(K_<ATP>)チャネルのKir6.2サブユニット遺伝子を欠失させたKOマウスが、低酸素環境でほとんどgaspingを起こさないことを見いだした。断頭により、正常野生型(WT)マウスでは平均10数回のgaspingを不すのに対し、KOマウスではほとんどgaspingを起こさず、有意な差が認められた。麻酔下のマウスから、低酸素負荷時の呼吸活動と横隔神経活動を同時記録することにより、WTマウスは正常呼吸型からgasping型へと極めて短時間で移行するのに対して、KOマウスではgaspingではなく正常呼吸型のリズムを変化させて対応する傾向を見いだした。ただし、KOマウスはgaspingを全く示さないわけではなく、呼吸停止の直前には2-3回のgaspingを示しうる。従って、KOマウスでは低酸素の情報がgaspingの開始となって現れるまでの経路に障害がある可能性が示唆された。KOマウスの延髄、橋領域の組織構築は、WTマウスのそれと差異がない。脳内で最もKir6.2を高頻度に発現する黒質網様部は同時に酸素分圧のセンサーとして機能していることを申請者らはすでに明らかにしており、現在黒質網様部とgasping制御との関連について更に検討を加えている。さらに、申請者らが単離した血管平滑筋型K_<ATP>チャネルのKir6.1サブユニット遺伝子のKOマウスを千葉大学の清野進教授より供与を受け、使用可能になった。今後、脳局所における神経活動に伴う血流変化におけるK_<ATP>チャネルの役割についても検討を加える予定である。

喘气是一种呼吸模式，具有独特的常规节奏，当组织中的氧气压力迅速下降并且持续一段时间时，它会出现，但其中心机制尚不清楚。申请人发现，删除了ATP敏感钾（K_ <ATP>）通道的KIR6.2亚基基因的KO小鼠，由于细胞内ATP/ADP比率降低，该基因在低氧环境中几乎没有喘息。斩首导致正常野生型（WT）小鼠的平均值超过10次，而KO小鼠的平均值很少，导致差异很大，从而产生显着差异。通过在麻醉下的缺氧下同时记录呼吸活性和神经活性，WT小鼠在极短的时间内从正常呼吸系统转变为喘气，而KO小鼠发现会改变正常呼吸的正常呼吸的节奏，而不是在正常呼吸道中喘气。但是，KO小鼠没有被证明完全喘着粗气，并且可能在呼吸停滞前表现出2-3次喘气。因此，建议在途径中可能存在疾病，直到缺氧信息作为KO小鼠喘气的开始。 KO小鼠的延髓和隆起区的组织结构与WT小鼠的组织结构没有什么不同。申请人已经透露，在大脑中最常表达Kir6.2的底底nigra网状，同时充当氧局部压的传感器，目前正在进一步考虑尼格拉网状网状网状和喘息控制之间的关系。此外，围绕申请人分离的血管平滑肌Kir6.1亚基基因的KO小鼠由Chiba University的Kiyono Susumu教授提供，可用于使用。将来，我们还将考虑K_ <ATP>通道在与局部大脑中神经活动相关的血流变化中的作用。