体性感覚認知における脳内酸素濃度変動及びその制御機構の生理的意義

酸素は好気性生物の生存に必須である。諸器官の中でも、特に酸素消費量が高い脳においては細胞の置かれる酸素環境が重要となる。また、虚血などの病的な低酸素状態以外の生理的な酸素濃度変動の生物学的意義は、脳高次機能の文脈において特に未解明である。本研究では、脳高次機能に伴う脳内酸素濃度変動及びその制御機構の生理的意義の追究を行う。本年度は脳内酸素濃度制御機構の脳高次機能に与える影響を検討するため、低酸素感受性チャネルTRPA1の脳内発現分布の詳細を検討した。TRPチャネルを含むチャネルタンパク質は疎水性領域が比較的多い膜タンパク質であり、免疫組織染色が一般的に難しいことが知られているため、まずは脳部位によってそれぞれ染色条件の最適化を行うことで実験系を確立し、並行して遺伝子改変マウスによる評価も遂行した。さらにバイオインフォマティクス的アプローチも取り入れた。これらの評価により、従来の報告とは異なる興味深いTRPA1の発現パターンが明らかとなりつつある。低酸素研究で問題となるのが酸素濃度の時空間的な制御である。狙った場所に、望んだタイミングで低酸素環境を作り出す酸素スカベンジャーの開発に着手し、光によって酸素の消費を制御できる新たな試薬を開発した。このように光によって酸素を消費できるような試薬は前例がないため、低酸素研究における強力なツールとして期待される。また、脳内酸素濃度変動の制御機構の生理的意義の探索のための、脳内の酸素センサータンパク質TRPA1を欠損したマウスの繁殖は順調に進んでいる。

酸素は好気性生物の生存に必須である。諸器官の中でも、特に酸素消費量が高い脳においては細胞の置かれる酸素環境が重要となる。また、虚血などの病的な低酸素状態以外の生理的な酸素濃度変動の生物学的意義は、脳高次機能の文脈において特に未解明である。本研究では、脳高次機能に伴う脳内酸素濃度変動及びその制御機構の生理的意義の追究を行う。本年度は脳内酸素濃度制御機構の脳高次機能に与える影響を検討するため、低酸素感受性チャネルTRPA1の脳内発現分布の詳細を検討した。TRPチャネルを含むチャネルタンパク質は疎水性領域が比較的多い膜タンパク質であり、免疫組織染色が一般的に難しいことが知られているため、まずは脳部位によってそれぞれ染色条件の最適化を行うことで実験系を確立し、並行して遺伝子改変マウスによる評価も遂行した。さらにバイオインフォマティクス的アプローチも取り入れた。これらの評価により、従来の報告とは異なる興味深いTRPA1の発現パターンが明らかとなりつつある。低酸素研究で問題となるのが酸素濃度の時空間的な制御である。狙った場所に、望んだタイミングで低酸素環境を作り出す酸素スカベンジャーの開発に着手し、光によって酸素の消費を制御できる新たな試薬を開発した。このように光によって酸素を消費できるような試薬は前例がないため、低酸素研究における強力なツールとして期待される。また、脳内酸素濃度変動の制御機構の生理的意義の探索のための、脳内の酸素センサータンパク質TRPA1を欠損したマウスの繁殖は順調に進んでいる。