Establishment of a New Treatment Method for Cerebral Edema Focusing on Aquaporins

以水通道蛋白为核心的脑水肿治疗新方法的建立

• 批准号: 22K16592
• 负责人: 濱田 耕介
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Sapporo Medical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K16592/
• 关键词: アクアポリン; 脳浮腫; 周術期管理; 麻酔薬; AQP4; レミマゾラム

周術期における脳浮腫は致命的であるが、予防法や治療は限られている。水チャネルとして知られるアクアポリン(AQP)のうちAQP4は脳に多く局在して脳浮腫との関連が知られている。しかし、麻酔薬によるAQP4の機能に対する作用は、吸入麻酔薬・静脈麻酔薬にかかわらずほとんど明らかになっていない。わたしはこれまでAQP4と脳浮腫の研究を行ってきたが、周術期において麻酔薬によってAQP4の働きを調整、制御することができればより簡便で安価な脳浮腫予防策となり得ると考えた。また、AQP4の発現量の増加により神経炎症が軽減することから、AQP4を制御することによって術後の認知機能低下を予防できる可能性がある。そこで本研究では、吸入麻酔薬であるセボフルラン・デスフルラン、静脈麻酔薬であるプロポフォール・新しい麻酔薬であるレミマゾラムに注目し、培養細胞でのAQP4の発現量の誘導、AQP4リン酸化への作用、動物モデルでの脳浮腫軽減効果を明らかにする。これまでにわたしは先行研究として、ラットのアストロサイト培養細胞株を用いて吸入麻酔薬投与によるAQP4タンパク質発現量の変化を、ウエスタンブロッティング法を用いて計測した。その結果、AQP4タンパク質発現量はセボフルラン、デスフルランの投与において変化がなかった。さらに同細胞株を用いて低浸透圧暴露条件下での細胞の膨化を、吸入麻酔薬暴露下で測定したところ、セボフルランの投与において細胞の膨化が有意に低いという結果であった。先行研究に引き続き、静脈麻酔薬におけるAQP4への影響を明らかにするために、プロポフォールおよびレミマゾラムを投与させたときのAQP4タンパク質発現量を、ウエスタンブロッティング法を用いて計測した。さらに、低浸透圧暴露条件下での細胞の膨化を、各静脈麻酔薬の暴露下で測定し、脳浮腫への影響を調べた。

尽管围手术期脑水肿是致命的，但预防措施和治疗有限。在称为水通道的水通道蛋白（AQP）中，AQP4位于大脑中，已知与脑水肿有关。但是，无论吸入或静脉麻醉药如何，麻醉药对AQP4功能的影响尚未得到揭示。我一直在研究AQP4和大脑水肿，我相信，如果麻醉药可以在围手术期间调节和控制AQP4的功能，那么它可能是对大脑水肿的更方便且廉价的预防措施。此外，由于AQP4的表达增加会降低神经炎症，因此控制AQP4可能会阻止术后认知下降。因此，在这项研究中，我们专注于吸入的麻醉二氟烷和desflurane，以及静脉麻醉丙泊酚和新型麻醉剂，并阐明培养细胞中AQP4表达水平的诱导，它们对AQP4磷酸化的影响以及对动物染色的效果的作用。作为先前的研究，我使用蛋白质印迹使用大鼠星形胶质细胞培养的细胞系进行吸入麻醉剂时，我已经测量了AQP4蛋白表达水平的变化。结果，当七氟烷和去氟烷的给药时，AQP4蛋白表达水平不会改变。此外，当使用同一细胞系在吸入的麻醉剂暴露下测量低渗透暴露条件下的细胞肿胀时，当施用Sevoflurane时，细胞肿胀显着较低。从先前的研究中，为了阐明静脉麻醉药中对AQP4的影响，使用蛋白质印迹测量了丙泊酚和remimazolam时AQP4蛋白表达水平。此外，在暴露于每种静脉麻醉的情况下测量了在低经细胞暴露条件下的细胞肿胀，并检查了其对脑水肿的影响。