ET−1遺伝子完全及び不完全欠損マウスを用いた循環・呼吸機能の電気生理学的研究

本研究の目的は、神経伝達調節(候補)物質の完全欠損マウスで生理機能を解析可能な新方法を開発し、これによって目的分子の生理機能の理解を深めることであった。具体的に、エンドセリン(ET)-1遺伝子ノックアウウトマウスを交配・維持し、完全欠損体の胎児を随時作成し、以下の実験に供し、以下の結果を得た。1、出生直後に呼吸不全により死亡するET-1完全欠損のホモマウスについて、出産予定日に帝王切開により得た胎児から延髄-脊髄標本を摘出し、呼吸出力の指標として第4頚髄前根(C4)の周期的活動電位(呼吸活動に相当する)を記録し、ホモマウスとその野生型マウスの中枢化学感受性を調べた。(1)ベースラインのC4群放電頻度は、ホモマウスの方が野生型より有意に少なかった。(2)グルタミン酸投与による呼吸活動増大は、両群で差がなかった。(3)低pH刺激による反射性呼吸活動増大は、ホモマウスで有意に低下していた。4.実験終了後、組織学的検討を加えたが、ホモマウスにおいても、延髄及び脊髄に明らかな異常を認めなかった。2、身体プレチスモ法を用いてET-1完全欠損のホモマウス、不完全欠損のヘテロマウスとその野生型マウスの呼吸運動(呼吸数と分時換気量)を、通常大気、低酸素、高二酸化炭素の3条件で比較した。新生児マウスについては、3群で、通常大気呼吸時の呼吸数と分時換気量は対照群と差がなかった。ヘテロマウスでは低O2反射および高O2反射による換気量の増大が有意に減弱していた。野生型新生児では成熟野生型マウスと同様の反射性呼吸増大が観察されたが、ホモマウスでは低O2反射と高O2反射が共にほとんど消失していた。以上の結果から、内因性のエンドセリン-1は中枢性呼吸調節に機能的な役割をはたしていると推定された。

本研究の目的は、神経伝達調節(候補)物質の完全欠損マウスで生理機能を解析可能な新方法を開発し、これによって目的分子の生理機能の理解を深めることであった。具体的に、エンドセリン(ET)-1遺伝子ノックアウウトマウスを交配・維持し、完全欠損体の胎児を随時作成し、以下の実験に供し、以下の結果を得た。1、出生直後に呼吸不全により死亡するET-1完全欠損のホモマウスについて、出産予定日に帝王切開により得た胎児から延髄-脊髄標本を摘出し、呼吸出力の指標として第4頚髄前根(C4)の周期的活動電位(呼吸活動に相当する)を記録し、ホモマウスとその野生型マウスの中枢化学感受性を調べた。(1)ベースラインのC4群放電頻度は、ホモマウスの方が野生型より有意に少なかった。(2)グルタミン酸投与による呼吸活動増大は、両群で差がなかった。(3)低pH刺激による反射性呼吸活動増大は、ホモマウスで有意に低下していた。4.実験終了後、組織学的検討を加えたが、ホモマウスにおいても、延髄及び脊髄に明らかな異常を認めなかった。2、身体プレチスモ法を用いてET-1完全欠損のホモマウス、不完全欠損のヘテロマウスとその野生型マウスの呼吸運動(呼吸数と分時換気量)を、通常大気、低酸素、高二酸化炭素の3条件で比較した。新生児マウスについては、3群で、通常大気呼吸時の呼吸数と分時換気量は対照群と差がなかった。ヘテロマウスでは低O2反射および高O2反射による換気量の増大が有意に減弱していた。野生型新生児では成熟野生型マウスと同様の反射性呼吸増大が観察されたが、ホモマウスでは低O2反射と高O2反射が共にほとんど消失していた。以上の結果から、内因性のエンドセリン-1は中枢性呼吸調節に機能的な役割をはたしていると推定された。