超音波刺激によるニューロン-グリア間のカルシウム波の誘導と神経再生医療への応用

脳虚血などにより生ずる神経障害疾患の予防、改善治療を目的とした新薬・新規医療機器の開発を行うため、神経細胞やグリア細胞の情報伝達機構に関して研究を行っている。超音波刺激の効果を検証する上で、まずはそれぞれの細胞が虚血に対してどのような応答をするのかを把握する必要があると考え、とくにグリア細胞に着目した。グリア細胞は虚血後に脳内環境を整える主要な細胞であり、虚血再灌流障害におけるグリア細胞の役割を解明することで、複雑な発症治癒メカニズムである脳虚血性疾患の治療に役立つと考えている。これまで、グリア細胞に非致的な虚血模擬処置(以後、sOGD)を施した後、通常の培養条件に戻した(再灌流期間)結果、細胞間の情報伝達機構(Ca^<2+>波)が亢進しており、特に細胞外伝搬経路が活性化されていることがわかった。虚血時にも関わらずエネルギーであるATPを放出することで隣接する細胞のATP感受性プリン(P2Y)受容体を活性化させており、受け取った細胞では再灌流期間中にATP-P2Y受容体シグナル伝達経路が活性化された結果、続けて起こる致死的なOGD処置に対する防御機構が亢進している可能性が示唆された。本年度は、1)虚血中に放出されたATPはヘミチャンネル経路によるネガティブフィードバック制御を受けていること、2)sOGD後のグリア細胞では通常は殆ど発現しないグルコーストランスポータ3が強発現して虚血耐性効果に関わっていることを掴んだ。

脳虚血などにより生ずる神経障害疾患の予防、改善治療を目的とした新薬・新規医療機器の開発を行うため、神経細胞やグリア細胞の情報伝達機構に関して研究を行っている。超音波刺激の効果を検証する上で、まずはそれぞれの細胞が虚血に対してどのような応答をするのかを把握する必要があると考え、とくにグリア細胞に着目した。グリア細胞は虚血後に脳内環境を整える主要な細胞であり、虚血再灌流障害におけるグリア細胞の役割を解明することで、複雑な発症治癒メカニズムである脳虚血性疾患の治療に役立つと考えている。これまで、グリア細胞に非致的な虚血模擬処置(以後、sOGD)を施した後、通常の培養条件に戻した(再灌流期間)結果、細胞間の情報伝達機構(Ca^<2+>波)が亢進しており、特に細胞外伝搬経路が活性化されていることがわかった。虚血時にも関わらずエネルギーであるATPを放出することで隣接する細胞のATP感受性プリン(P2Y)受容体を活性化させており、受け取った細胞では再灌流期間中にATP-P2Y受容体シグナル伝達経路が活性化された結果、続けて起こる致死的なOGD処置に対する防御機構が亢進している可能性が示唆された。本年度は、1)虚血中に放出されたATPはヘミチャンネル経路によるネガティブフィードバック制御を受けていること、2)sOGD後のグリア細胞では通常は殆ど発現しないグルコーストランスポータ3が強発現して虚血耐性効果に関わっていることを掴んだ。