zonisamide carbamazepine Ca + K+ glutamate Inuiuo microdialysiselectrodebiosensor

てんかん治療研究振興財 団研究 年報

Inuiuomicrodialysiselectrodebiosensor

を用 いた

Ca2+

お よび

依存性

遊 離 に対 す る

zonisamide,carbamazepine

の効果

EffectsofZonisamideandCarbamazeplne

onCa2+andK+EvokedHippocampalGlutamateReleases

+ + 宏 一

一 博

生 崎

桐 田 * * 子 久

祐 和

田 野

河 水 + + + 宏 丸 直

元 一

田 田 子

岡 和 兼

要 旨 :抗 てんか ん薬

の抗 てんか ん作用 発 現機序解 明 を目的 に,2

を用 いた細胞外

mate (GLU)

濃度の

に よる

お よび

依 存性

遊離 に対す る

両剤の効果 を比較検討 した｡細胞外

濃度 は細胞外

十濃度の 変化

に影響 され なか ったが,細胞外

十濃度の増加

に よ り,一 過性初期増加,つ いで 多相性 間歓 的増加相 が生 じた

そ して

潅 流投与は, この一過性初期 増加, 多相性 間歓 的増加相 を抑制 した｡特 に

は 多相性 間 歓的増加相 の抑制効果が

よ りも強 く,逆 に

は一過性 初期増加抑制効 果が

よ りも強力で あった｡ この

依 存性

遊離 に対す る

の抑制効果が

,

両剤の抗 てんかん作用発現機序に関与す る可能性が示唆 され る0

てんかん治療研究振興財団研究年報

zonisamide.

緒 看

興 奮 性 ア ミ ノ 酸 の 一 種 ,

の機 能過剰 克進が け

れん発作発現機 序 に関与す るこ とは,数 多 くの実験結果か ら証 明 され て い る

4 ㌦ 近 年,

に よ り中枢神 経 系 内の神 経伝達 物 質 遊 離 量 の 測 定 が 可 能 とな り, て ん か ん 患

発物質投与等 のてんか ん モデル動物 を対象 とし

た実 験

‑か ら, て ん か ん 発 作 前 後 の 細 胞外

濃度 の比較検 討行 われて い る｡

しか し, 部分 発 作 の 第一 選 択 薬 で あ る

( CBZ) , そ して CB Z と抗 て ん か ん作用 スペ ク トラム を一部 共有す る と考 え ら れ る

( ZNS) は,

受容体 に 対す る親和性 が低 い こ とは報告 され てはい るが,

GLU

機 能 に対す る作用 の詳細 は い まだ十分 に 検討 されてい ない6

本報告 で は, CB Z, ZNS 両 抗 て んか ん薬 の,

*弘前大学 医学部神経精神 医学講座

〔〒036

弘前 市在肝町

MotohiroOkada.YukoKawata,KazuhiroKiryu,KazumaruWada,KazuhisaMizuno,HiroichiTasaki andSunaoKaneko

DepartmentofNeuropsychiatry,SchoolofMedicine,HirosakiUniversity.

98

5050505tJ3'‑'一ll

a

v d

,ta Z

てんかん治療研 究振興財 団研 究年報 第9集 1997年12

月

=

= 505050533'‑'一ll

a

v d

t

at

JH J

O

J1

IKMJU

ー30 0 30 60 90

Trme(ml'n)

=

=

‑30 0 30 60 90

Tl'me(ml'n)

E j

EZ】 .HKMRSorlKMRSperfusion

Fig.1 Effects of K+evokedstimulationonhippocampal extracellularglutamateleve

l

( 1 00

( 50

ped columns show theperfusionofeachHKMRS orIKMRS.Ordinateindicatesthehippocampalex‑

tracellularglutamatelevel(〟M),andabscissain‑

dicatestimeinminutes

抗 て ん か ん 作 用 発 現 機 序 解 明 を 目 的 に ,

(MEB)

を用 い,

遊離 に対 す る

,

両剤 の効 果 を比較検討 した｡

対象 と方法 1 .透析液組成

Microdialysisprobe潅 流透 析 液 は修 正 リ

ンゲル液 を用 い,

お よび

濃度 を変 更 し, 同価 の

十を減 少 した各 種 修 正 リ ン ゲ ル 液 ,

含 有

,

50

含 有 (

,

(min).

Ca2+

3.

,

o

を作 成 した1 6 )｡ また,

には

燐 酸緩衝 液 に よ りpH 7 . 4調整 した燐 酸修 正 リンゲ ル液

を充項 し た

0

2.0‑Phenylenediamine

コーテング前処置

等 の 白金 電極 感 受 性物 質 の影 響 を 除 去 す る 目 的 で,

(OPDA)

コ‑ テ ン グ を行 っ た｡

内に

分 間

ガ ス

でバ ブ リン グを行 った

に過 電圧 し,N

ガ スでバ ブ リン グ

てんかん治療研究振興財 団研 究年報 第

年

月

O

v a )

J aJ

u LP J

JO J

0J 71g

0 5

3 2

20

15

1 0

5

0

̲5

=

日日日日日日日日Ⅵ･qノ･J O

v a

J

u LP J

JO J

0･L tXu 0 5

'J

IKMRS

99

̲30 0 30 60 90

T;me(tru'n)

10

5

0

‑5

･●

へ

=

130 0 30 60 90

Tl.me(min)

⊂ コ.

E Z ]:

tamaterelease.Theopenedcolumnsshow theperfu‑

sionwithmodifiedRinger'ssolution(MRS)including lmM ofzonisamide(ZNS).The stripped columns show the perfusion ofeachHKMRS(100mM ofK+

includingmodifiedRinger'ssolution)orIKMRS(50 mM ofK+includingmodifiedRinger'ssolution)con‑

taining1mM ofZNS.Ordinateindicates the hippo‑

Campalextracellularglutamatelevel(〟M),andab‑

scissaindicatestimeinminutes(min).ZNSinhibited K+evokedglutamatereleasesignificantly.

を行 った

含 有

更 し

分 間

コー ティングを行 った｡

コー ティング終 了後,洗浄の ため,再 び N

ガ スでバ ブ リング を行 った

分 間浸 透 した

3.7n vivomicrodialysis electrode bio･

Sensor

OPDA

コ‑ テ ン グ 前 処 置 を行 っ た 後 ,

U/m Jを含 有 し た

を細 胞外

濃 度測 定 用

(Sycope

l

用

,

を装 着 した

を,体 重

,

,

に ウ レ タ ン (

時 間後 に,

‑ の透 析 液 潅 流 を開始 した｡

測定値 の安 定 を確 認後,各種薬剤 の投与 を開始 した

4.SutudyDesign

l)Ca2+

お よび

刺激性

に

測定値 の安 定化確 認後, 透 析 液 を

か ら

1(I(1

(jVd)

J

J

O JJ 童

てんか ん治療研 究振興財 団研 究年報 第9

集

月

505nULヽUO533'▲'▲ll

(LVd)

J

PJn

3

IKMRS

̲30 0 30 60 90

Tl'me(mJ'll)

̲30 0 30 60 90

Tl.me(milt)

[ コ :

EZ] :HKMRSorIKMRSperfuslOn(containing100pMCBZ) Fig.3 Effects of carbamazepineonK+evokedhippocampal glutamate release.Theopenedcolumnsshow theper‑

fusion withmodifiedRinger'ssolution(MRS)includ‑

ing 100/JM of carbamazepine(CBZ).The stripped columnsshowtheperfusionofeachHKMRS(100mM ofK+includingmodifiedRinger'ssolution)orIKMRS

(50mM ofK+includingmodified Ringer's solution) containing100/JM ofCBZ.Ordinateindicatesthehip‑

pocampalextracellularglutamatelevel(〃M),andab‑

scissaindicatestimeinminutes(min).CBZinhibited K+evokedglutamatereleasesignificant一y.

HKM RS

,

,

,

に 変 更 し

分 間濯 流 した｡

2)Ca2+

お よび

刺 激性

遊 離 に対 す る

,

の効 果 の検 討

MEB

挿 入

時 間 後 に,

に

の濯 流 を開始 した後 に,

測定 値 の安 定 化 確 認 後,

あ る い は

を溶解 した

に 変 更 した｡

測定 値 の安 定化確 認後, 透 析 液 を

あ るいは

含 有

,

,

,

に 変 更 し

分 間濯 流 した｡

5.CBZ

,

移行率測定

CBZ (100JJM)

,

濯 流 に よ る, 脳 実 質 ‑ の移 行 率 は

実 験 に よ り 測定 した

結 果

1

,

移 行率

CBZ

お よ び

の 移 行 率 は, そ れ ぞ れ

±

,

±

で あ ったo これ らの

結 果 か ら, 脳 実 質 の

濃 度 は

,

は

で, 有 効 濃 度 範 囲 内 と予 測 さ

れ た

てんかん治療研 究振興財 団研究年報 第9

集

月

(ⅠⅠ)

(M7[)P^aZ37t!ut!)n[帥Jt!InHJJtu113

20

50511 (N7[)P^3(a)tE

u

20

505110

Ⅲ仇mS HXM

RS I XMR

RS

Fig.4 ComparisonbetweentheeffectsofantiepilepticdrugsonK十evoked hippocampalglutamaterelease.

The hippocampalextracellularglutamatereleasewasmeasured inperfusatesfor60minduringperfusionwithHKMRS(100mM ofK+includingmodifiedRinger'ssolution)orIKMRS(50mM of K+includingmodifiedRinger'ssolution)containinglmM ofZNS (stripped column),100/JM ofCBZ(closedcolumn)Ornoagent (openedcolumn:control).

( Ⅰ

tamaterelease(mean±SD,n‑6),andabscissaindicatestimein minutes(min).

(ⅠⅠ)indicates theeffectsofZNSandCBZonlaterphasicrisesof K+evokedhippocampalglutamaterelease.Ordinateindicatesthe meanlevelsoflaterphasicrises ofK'evoked hippocampalglu･

tamaterelease(mean±SD,n‑6

)

1

2.Ca2+

お よび K+刺激性

遊離

刺 激 に よる, 細 胞外

濃度 の増加 を

に示 した｡

び

濃度 に影響 を 与 え なか っ た

潅流刺激 では,刺激 開始直後 に一過性 の急激 な 初期増加 が認め られ, 以後 多相性 の増加 が間歓 的 に 出現 した

は,初期 増加 は認め られ たが, 多相性 間歓 的増 加 は認め られず, これ に代 わ り緩徐 な増加相 が 認め られ た

0

101

3.K+刺 激 性 GLt

J遊 離 に対 す る

,

CBZ

,ZNSの

濃度 の増加 に対す る効 果 を

に示 した｡

両 剤共 に,HKMR,I

GLU

遊 離 を抑制 した｡ZNSは

初 期 増 加 抑 制 効 果 が 強 く

, 逆 に

り生 じた 多相 性 間歓 的増加, そ して,I

潅 流刺激時 に生 じた緩徐 な増加相 に対 して抑制

効果が強 く認め られ た

0

102 てんかん治療研 究振興財 団研 究年報 第9集 1997年12

月

考 察

GLU

遊 離 形 式 は数 多 く検 討 され, 細 胞外

濃度 の増加 に よ る

遊 離 の増加

sensitive)

は確 認 され て い る2 5 1｡ 一 方, 細 胞 外

濃度 の減少 に よる細胞外

濃度の 減 少

は認 め られ て い な い

, ｡ 本 実 験 結 果 も同様 に, K

,

遊離形式のみ認め られた｡

MEB

を用 いた

に よ り,

潅 流刺 激 に よる

遊 離の増加 は, 一過性初期増加, そ して

潅流時 には, 一過性初期増加 に引 き続 き多相性間歓 的増加,

また

濯 流刺 激 時 には, 多相 性 間敬 的 増加 は認め られず,緩徐 な増加相 の

種類 の増 加相 が確認 された｡

Inuitro

実験 では, 電極外

濃度 を

か ら

に増加 した場合 の電位 変化 は,

濃度

の増加 相 当の増加 に留 まった こ と, そ して一過 性初 期 増加 は細 胞外

濃度依 存性 に増加 した こ とか ら,

濃度 の増加 に よ り生 じる神 経細 胞 の脱分 極 由来 の

遊離 であ る もの と推察 され る

潅流刺激 は

刺激 を継続 して行 ってい るに も 関 わ らず,一過性初期増加後,緩序 な増加相 に 移行 してい るこ とか ら, 海 馬神 経細胞群 の

刺激に対す る脱感作 に よ り生 じている可能性が 示 唆 され る｡ また,

濯 流刺 激時 にの み認め られ た 多相性 間歓 的増加相 は

潅流時には認 め られ なか ったこ とか ら,

刺 激に よ り生 じた神経細胞の興奮 とは異な る機序, 例 えば

等の現象に よ り 生 じてい る可能性 もある1 3 ' ｡細 胞外

濃度 の 増加 に よ り生 じる神 経伝達物質遊離の増加 は, 細胞外

濃度 の増加 に よ り生 じる神 経細胞の 脱分極 に よる もの と解 釈 され て い るが

, 本 実 験結 果か らは,

刺 激 に よ り生 じる

遊離は脱分極 だけでは十分 に説明 し得 ない｡今 徳,生理学的 な検討 も加 えて, さらに詳細 な検 討 をす る必要 があ るもの と考 え られ る｡

中枢神 経系 内

系機能 の過剰元進 は, け いれん発作発現機序 に関与す るこ とが 多 くの実

験か ら証明 されてい る｡ しか し, けいれん誘発 物質投与に よるけいれんモデルでは, けいれん 発作前後の細胞外

濃度の変化 は認め られ ていない

】 ｡一方, ヒ トてんかん患者,

dling

ラ ッ トでは

‑, てんかん発作発現前, あ るいはてんかん発作 時に細胞外

濃度 の増 加 が認め られてい る2 1 3 . 2 0 ‑｡す なわ ち,

系 機能の克進 は, けいれん発作発現機 序 とな りう

るが, けいれん発作 中

遊離克進が生 じな いこ とか ら, け いれん発作伝搬 には

系機 能 克進 は関与せ ず, 逆 にて んか ん発作 中に は

遊離克進 が生 じてい るこ とか ら, てんか ん発作伝搬 に

系機 能元進 が関与す る可能 性が示唆 され る｡

今 回検 討 した,

,

両剤 は

刺 激 性

遊離

様式すべ て を抑制 したが, この 作用機序 として,両剤 の電位依 存性 Na+ チ ャ ンネ ル抑 制 効 果

, そ して,

依 存 性

遊離 を抑制す るこ とが知 られてい る2 7 )抑 制性神 経伝 達 物質

系 の機 能克進 作用が 関与 して い る可能性 が あ る

㌦ し か し,

は初 期 増 加 相 抑 制 作 用 が 強 く,

CBZ

は多相性 間歓 的増加 相, 緩序 な増加相 抑 制効果が強か ったこ とか ら,両剤 の抗 てんか ん 作用 の スペ ク トラムが異なる可能性が高い｡ こ れ までの検 討 か ら,

の全般発 作, あ るい は二次性 全般化 抑制 作 用 が報告 され てい る

本研 究 におけ る

の一過 性初期 増加相抑制 作 用 も,

の二次性全般化 抑制 作用 を示 唆 しうる もので あ り,

の臨床 的 な二次性全 般化抑制作用 の一端 を説明す るもの と考 え られ

る｡

文 献

1)Asai,S.,Iribe,Y.,Kohno,T.,eta

l .

2)Carlson,H.,Ronne‑Engstrom,E.,Ungerst‑ edt

,U.

l .

3)During,MJ.andSpencer,D.D.(1993)Ex‑