Molecular mechanisms of responses to hypoxic stimulation in medullary cardio-respiratory center neurons

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これまでの研究で，新生児ラット摘出脳幹－脊髄標本を用いて，延髄吻側腹外側部の呼吸・循環関連ニューロンから細胞内記録を行い，低酸素および高二酸化炭素刺激に対する膜電位応答をTTX存在下で調べてきた．その結果，Phox2b+/TH+ニューロン（いわゆるC1アドレナリンニューロン）は低酸素刺激に対し，脱分極を示したが，高二酸化炭素刺激には応答しなかった．これらの実験はTTX存在下で行われたので，その細胞の内因性応答を示すと考えられるが，周囲のアストロサイトが低酸素に直接反応（TTX非依存性，Ca2+依存性）し，その結果アストロサイトから放出されたATPがP2受容体を介して，ニューロンに作用するという可能性も考えられた．そこで2022年度は主に，ATPあるいはグルタミン酸などのグリオトランスミッターの受容体ブロッカーの存在下（いわゆるカクテルブロッカー溶液）でのPhox2b+/TH+ニューロンの低酸素応答を調べた．カクテルブロッカー溶液：P2プリン作動性受容体アンタゴニスト, PPADS (5 μM)； P2Y1 アンタゴニスト, MRS2179 (10 μM)； P2X and P2Y プリン作動性アンタゴニスト, Suramin (100 μM)；グルタミン酸受容体アンタゴニスト，CNQX (10 μM)；NMDA受容体アンタゴニスト，MK-801 (10 μM)；TTX （0.５μM）その結果，Phox2b+/TH+ニューロンはカクテルブロッカー存在下でも低酸素刺激に対し，有意な脱分極応答を示すことが明らかになった．この結果は，Phox2b+/TH+ニューロン（いわゆるC1アドレナリンニューロン）が中枢性低酸素受容器の1つである可能性を示している．