学 位 論 文 内 容 の 要 約
氏名 河野 洋介
論文題目
Tetanic electrical stimulation of the dorsomedial hypothalamus evokes excitation in the cardiovascular ventral medullary regions with delayed recovery: spatiotemporal and anatomical analyses
（視床下部テタヌス刺激は延髄腹側心血管調節領域の遷延性興奮を惹起する: 時空間的 解剖学的解析） 学位論文内容の要約 （ 研 究 の目 的 ） 高 血 圧 症 は 心 血 管 イ ベ ン ト の 危 険 因 子 で あ り 、 心 血 管 イ ベ ン ト の 発 生 を 抑 制 す る た め に は 高 血 圧 症 発 症 の 機 序 を 解 明 す る こ と が 必 要 で あ る 。 こ れ ま で に 、 肥 満 や 過 剰 な 食 塩 摂 取 ・ 心 理 的 ス ト レ ス 等 、 様 々 な 因 子 が 高 血 圧 症 発 症 に 関 与 す る こ と が 報 告 さ れ て い る が 、 心 理 的 ス ト レ ス が高 血 圧症 を 発症 さ せ る機 序 は明 ら かで な い 。 生 体 内 に 入 っ た 心 理 的 ス ト レ ス に 関 す る 神 経 情 報 は 大 脳 皮 質 や 辺 縁 系 に て 処 理 さ れ た 後 、 扁 桃 体 を 介 し て 視 床 下 部 に 送 ら れ る 。 視 床 下 部 、 特 に 視 床 下 部 背 内 側 野 は 、 心 理 的 ス ト レ ス に よ っ て 惹 起 さ れ る 血 圧 上 昇 や 頻 脈 な ど の 循 環 動 態 の 変 化 に 重 要 な 役 割 を 担 う こ と が 報 告 さ れ お り 、 吻 側 延 髄 腹 外 側 野 や 延 髄 縫 線 核 な ど の 延 髄 心 血 管 調 節 領 域 を 介 し て 急 性 ス ト レ ス 反 応 を 惹 起 さ せ る と 考 え ら れ て い る 。 ま た 、 視 床 下 部 は 視 床 下 部 下 垂 体 副 腎 系 や 視 床 下 部 -交 感 神 経 -副 腎 髄 質 系 を 介 し て 高 血 圧 症 発 症 に 関 与 す る こ と が 示 唆 さ れ て い る 。 し か し な が ら 、 視 床 下 部 と 延 髄 腹 側 心 血 管 調 節 領 域 と の 機 能 的 あ る い は 解 剖 学 的 結 合 様 式 は 十 分 に 解 明 さ れ て いな い 。 そ こ で 本 研 究 で は 、 膜 電 位 イ メ ー ジ ン グ 法 と 逆 行 性 標 識 法 を 用 い 、 視 床 下 部 と 延 髄 腹 側 の 機 能 的 ・解 剖 学的 結 合様 式 を 解明 す るこ と を目 的 と した 。 （ 方 法 ） ＜ 膜 電 位イ メ ージ ン グ法 ＞ 膜 電 位 イ メ ー ジ ン グ 法 を 用 い 、 視 床 下 部 刺 激 に よ っ て 惹 起 さ れ る 延 髄 腹 側 細 胞 の 興 奮 を 時 空 間 的 に 解 析 し た 。 ま ず 、 新 生 Wistarラ ッ ト か ら 、 深 麻 酔 下 に 摘 出 間 脳 -下 部 脳 幹 -脊 髄 標 本 を 作 製 し、標 本を 膜 電位 感 受 性色 素（ di-2-ANEPEQ）を 用 い て染 色 した 。次 に、標 本の 吻 側断 端 面 か ら 微 小 電 極 を 視 床 下 部 背 内 側 野 へ 刺 入 し 、 単 発 刺 激 （ 0.5-1.0 mA, 3-5 ms） と テ タ ヌ ス 刺 激 (0.4 mA, 500 μ s, 100 Hz, 10 s 間 ） を与 え た 際の 、 延髄 腹 側の 細 胞 活動 を 高感 度 CMOS カ メ ラ シス テ ムを 用 いて 計 測 した 。 延 髄 腹 側 の 細 胞 活 動 を 時 空 間 的 に 解 析 す る た め 、 刺 激 部 位 と 同 側 の 吻 側 延 髄 腹 外 側 野 ・ 吻 側 延 髄 腹内 側 野・尾 側延 髄 腹 外側 野 およ び 正中 の 延 髄淡 蒼 縫線 核 領域 の 4領 域 の蛍 光 変化 を測 定 し た 。 こ れ ら の 領 域 は 、 心 血 管 調 節 領 域 と し て 報 告 さ れ て お り 、 視 床 下 部 背 内 側 野 刺 激 に 伴 う 心 血 管 調 節 領 域 の 興 奮 の 有 無 お よ び 刺 激 終 了 後 の 興 奮 持 続 時 間 （ post-stimulus 75% recovery time） を 計 測し た 。 ＜ 逆 行 性標 識 法＞ 逆 行 性 標 識 法 を 用 い 、 視 床 下 部 と 延 髄 の 解 剖 学 的 結 合 を 解 析 し た 。 逆 行 性 神 経 ト レ ー サ ー で あ る Fluoro-goldを 、 ラ ッ ト の 吻 側 延 髄 腹 外 側 野 に 注 入 し 、 7－ 10日 生 存 さ せ た 後 に 視 床 下 部 背内側野へ輸送されたFluoro-goldの 存 在 を 免疫 染 色 法に て 観察 し た。
学 位 論 文 内 容 の 要 約 （ 続 紙 ） 氏名 河野 洋介 （結果） 膜電位イメージング法を用いることにより、視床下部への単発刺激(n=5)およびテタヌス刺激(n=5) に伴う延髄腹側細胞の興奮を視覚化しえた。単発刺激およびテタヌス刺激の両群ともに心血管調節領域 における神経興奮を観察したが、Post-stimulus 75% recovery timeは、すべての領域で、テタヌス刺 激が単発刺激に比して有意に長かった。 逆行性標識法では、視床下部において同側優位にFluoro-gold標識ニューロンを同定し、視床下部背 内側野においても散在的にFluoro-gold標識ニューロンを同定した。 （考察） 本研究では、視床下部背内側野へのテタヌス刺激が、刺激中だけでなく、刺激終了後にも持続する遷 延性興奮を惹起することを示した。また、視床下部背内側野と吻側延髄腹外側野の解剖学的結合を明ら かにした。 急性ストレスは血圧上昇・心拍数増加・交感神経活動の上昇を惹起するが、ストレス負荷終了後にも この反応は持続する。本研究で遷延性興奮が観察された吻側延髄腹外側野・延髄淡蒼縫線核領域・尾側 延髄腹外側野領域は、交感神経を介した循環調節に重要な役割を担う領域であることが報告されてお り、本研究結果は、ストレス負荷時の循環反応が負荷終了後も持続する機序を示していると考えられた。 近年、急性ストレス後の血圧上昇の持続が将来の高血圧症発症に関与することが報告されており、本研 究の成果は、本態性高血圧の病態解明に寄与するものと考えた。 （結論） 視床下部背内側野のテタヌス電気刺激は、延髄腹側心血管調節領域において刺激終了後も遷延する神 経興奮を惹起する。また、視床下部背内側野のニューロンは、その軸策を直接、延髄腹側心血管調節領 域へ投射している。これらの所見より、急性ストレス時の視床下部背内側野の興奮は、延髄腹側心血管 調節領域の遷延性興奮を起こしうると考えられる。
