論文内容要旨
TRPA1アゴニスト,シンナムアルデヒドによる呼吸リズムの長期促進
掲載雑誌名：Journal of Neurophysiology Vol.114, No.2, p.989-998, 2015年
生理系生理学(生体調節機能学分野)専攻 谷 まりほ
【背景】TRP チャネルファミリーは末梢神経系及び中枢神経系に広く分 布することが確認されている.その役割として,軸索の伸長,細胞死,レセプ ターシグナルなど様々な機能に関わることが報告されている.しかし,TRP チャネルのアゴニスト・アンタゴニストとして知られる化学物質が延髄呼 吸中枢にてどのような影響を与えるのかということはよく知られていな い.以前我々は,温熱刺激を感受する TRPV1 チャネルのアゴニストである カプサイシンや,冷刺激を感受する TRPM8 チャネルのアゴニストである メントールが,新生ラットの呼吸リズム形成に及ぼす興奮性・抑制性の効 果について報告した.TRPA1チャネルは酸素分圧の変化に反応することが 知られており,特に呼吸調節においてはその働きが興味を持たれている.今 回の研究では,TRPA1 チャネルアゴニストであるシンナムアルデヒド,ア リルイソチオシアネートが生後0-3日目の新生ラットの延髄－脊髄標本の 呼吸リズム形成機構に及ぼす影響について調べた.【方法】0-3日齢ラット から延髄－脊髄標本を作製し,人工脳脊髄液潅流下にて第４頸髄神経前根 (C4)から吸息性活動をモニターした.薬物は人工脳脊髄液に溶かして潅流 投与した．延髄呼吸性ニューロンの膜電位と膜抵抗はホールセルパッチク ランプ法を用いて測定し,シンナムアルデヒドの効果を検証した.組織学的 解析には,TRPA1抗体・Phox2b抗体を用いて免疫染色を施した.【結果】
通常の延髄－脊髄標本にて 0.5mM シンナムアルデヒドの 15 分間潅流投 与は,C4の呼吸リズムを最初の0.5-2分で一時的に増加させ,その後減少さ せるという二相性反応を誘起した.また洗浄後,呼吸リズムはコントロール の２倍のレベルにまで増加し,その状態は２時間以上持続した.この現象は, いわゆる「長期促進」に相当するといえる.アリルイソチオシアネート(0.5
mM)も同様の反応を示した.またシンナムアルデヒドの影響は,TRPA1 ア
ンタゴニストの HC-030031 により部分的にブロックされ,長期促進が起 こらなかった.さらに延髄吻側の切断標本でも長期促進は出現しなかった.
呼吸リズム形成に関わる傍顔面神経領域の吸息先行型ニューロン(Pre-I
ニューロン)は 0.5mM シンナムアルデヒド投与下で脱分極し,洗浄後 C4 活動の促進とともに Pre-I ニューロンバースト頻度の増加がみられ た.TRPA1 は免疫染色により，Phox2b 陽性傍顔面神経核を含む網様体に 広く分布することが確認された．【結論】TRPA1アゴニストは新生ラット 脳幹－脊髄標本において呼吸リズムの「長期促進」を引き起こした.ま た,TRPA1チャネルは呼吸リズム形成機構に関わる吻側延髄に発現が認め られた.さらに,吻側傍顔面神経領域は呼吸リズムの「長期促進」を惹起す るのに重要な部分であることが示唆された.
