第2回岩手医科大学先端医療研究センター公開シンポジウム

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

From Cell Biology to

 Neuropathology

 

 

   ABSTRACT

 

 

 

 

 

平成14223日(土曜) 8:45-16:00

岩手医科大学創立60周年記念館 9階 第二講義室

 

主催:岩手医科大学先端医療研究センター (文部科学省ハイテクリサーチ整備事業)



挨拶(8:45-8:50

小野

岩手医科大学学長

 

基調講演 (8:50-12:00) 

脱髄性疾患の分子病態とその治療法開発の試み

池中一裕

岡崎国立共同研究機構 生理学研究所 教授(神経情報) 

 

シナプス統合の光学的解析     

宮川博義

東京薬科大学 助教授(生命科学部 分子生命科学科 生体高次機能学) 

 

機能的MRIによる高次脳機能の可塑性へのアプローチ     

米倉義晴

福井医科大学高エネルギー医学研究センター 教授(生態イメージング) 

 

New insights about the pathogenesis of Huntington's disease

Marian DiFigliaMD, PhD

Prof in Neurology at Harvard Medical School and Director of Laboratory of Cellular Neurobiology, Massachusetts General Hospital

 

研究成果発表―ポスターセッション(13:00-15:00

生理部門

1.         Inhibitory effects of steroidal saponin metabolites of ginseng on catecholamine secretion.  ─ Tachikawa E , Kudo K and Kashimoto T [Pharmacology] (ステロイド型薬用人蔘サポニン代謝物のカテコールアミン分泌阻害作用立川英一,工藤賢三,樫本威志:薬理)

2.         Inhibition of catecholamine secretion by neurosteroids.  ─ Kudo K, Tachikawa E and Kashimoto T [Pharmacology] (ニューロステロイドによるカテコールアミン分泌阻害工藤賢三,立川英一,樫本威志:薬理)

3.         Dipyridamole inhibits ATP-induced smooth muscle contraction in arterioles.  ─ Saino T, Matsuura M, Nitatori T and Satoh Y [Anatomy 2] (ジピリダモールはATPによって引き起こされる細動脈平滑筋の収縮を抑制する斎野朝幸,松浦誠,似鳥徹,佐藤洋一:第二解剖)

4.         Effects of ATP on intracellular calcium dynamics of neurons and satellite cells in rat superior cervical ganglia.  ─ Kumagai M*, Shinohe Y*, Satoh Y and Saino T [Anatomy 2, *Oral Anesthesia] (ラット上頚神経節のニューロンと衛星細胞の細胞内カルシウムイオン濃度に及ぼすATPの効果熊谷美保**,四戸豊**,佐藤洋一*,斎野朝幸**第二解剖,**歯科麻酔)

5.         Inhibitory effect of photodynamic action and nitric oxide on mast cell degranulation and intracellular Ca2+ changes.  ─ Satoh Y*, Mori S**, Habara Y***, Cui Z-J**** and Saino T* [*Anatomy 2, **Dermatology, ***Hokkaido Univ, ****Beijin Normal Univ] (光刺激と一酸化窒素が肥満細胞の脱果粒と細胞内カルシウム変動に及ぼす抑制効果佐藤洋一*,森志朋**,葉原芳昭***,崔 宗杰****,斎野朝幸**第二解剖,**皮膚科,***北海道大学,****北京師範大学)

6.         Regulatory role of monomeric G-protein RhoA on the serotonin-induced Na+-current response in the ganglion cells of Aplysia.  ─ Kawasaki S*, Kimura S*, Fujita R**, Takashima K* and Sasaki K* [*Physiology 1, **Chemistry](アメフラシ神経細胞においてセロトニンで引き起こされるNa+電流応答に対する単量体G蛋白RhoAによる調節作用川崎敏*,木村眞吾*,藤田玲子**,高島浩一郎*,佐々木和彦**第一生理,**教養・化学)

7.         CaM-kinase II and protein phosphatase 2A reciprocally regulate quisqualic acid-induced K+-current response in the identified neurons of Aplysia.  ─ Kimura S*, Kawasaki S*, Fujita R**, Takashima K* and K Sasaki K* [*Physiology 1, **Chemistry](同定したアメフラシ神経におけるキスカル酸で発生するK+電流応答に対するCaM-kinase IIprotein phosphatase 2Aによる相反的調節木村眞吾*,川崎敏*,藤田玲子**,高島浩一郎*,佐々木和彦**第一生理,**教養・化学)

8.         Stimulation of P2-receptor suppresses the K+-current responses to FSH and adenosine in the follicular cells of Xenopus oocytes.  Fujita R*, Hirano H*, Kawasaki S**, Kimura S**, Matsumoto M***, Sasaki K** and Takashima, K** [*Chemistry. Lib. Art, **Physiology 1, *** Hirosaki Univ.]Xenopus卵胞細胞のFSHまたはアデノシン投与で発生するK+電流応答はP2受容体刺激で抑制される - 藤田玲子*,平野浩子*,川崎敏**,木村眞吾**,松本光比古***,佐々木和彦**,高島浩一郎***教養・化学,**第一生理,***弘前大・医

9.         Role of Rho-kinase in the serotonin-induced contraction in the middle cerebral artery of bovine ─ Nishikawa Y*,**,  Koji T*,**, Kawasaki S*. Kimura S*, Doi M**, Ogawa A**, and Sasaki K* [*Physiology 1, **Neurosurgery](ウシ中大脳動脈においてセロトニン投与で発生する収縮におけるRho Rho-kinase の役割 西川泰正*,**,幸治孝裕*,**,川崎敏*,木村眞吾*,土肥守**,小川彰**,佐々木和彦**第一生理,**脳神経外科)

病理部門

10.     Neoplastic cells and proliferating endothelial cells express connective tissue growth factor (CTGF) in glioblastoma.  ─ Pan LH*, Beppu T**, Kurose A*, Yamauchi K***, Sugawara A**, Ogawa A** and Sawai T* [*Pathology1, **Neurosurgery, ***Medicine 3](グリオブラストーマの腫瘍細胞と新生血管内皮細胞におけるconnective tissue growth factor (CTGF) の発現潘立華*,別府高明**,黒瀬顕*,山内広平***,菅原淳**,小川彰**,澤井高志**第一病理,**脳神経外科,***第三内科)

11.     Expression of connective tissue growth factor and its relationship to angiogenesis in glioma.    Kobayashi T, Kurose A and Sawai T [Pathology 1](グリオーマにおける connective tissue growth factor の発現とその血管新生との関連小林哲人,黒瀬顕,澤井高志:第一病理)

12.     Corticotropin releasing factor (CRF) family neuropeptides and CRF receptors in inflammatory disease.  ─ Uzuki M*, Sasano H**, Muramatsu Y**, Takahashi K**, Totsune K**, Oki Y*** and Sawai T* [*Pathology 1, **Tohoku Univ, ***Hamamatsu Med Univ] CRFファミリー神経ペプチドとその受容体の炎症性疾患における発現宇月美和*,笹野公伸**,村松康成**,高橋和広**,戸恒和人**,沖隆***,澤井高志**第一病理,**東北大学,***浜松医科大学)

13.     Therapeutic effects of an antithrombin agent "argatroban"on the expression of intercellular adhesion molecule (ICAM)-1 positive vessels and Mac-1 positive cells in the experimental brain injury of rats. ─ Sugawara A*,***, Suzuki M**, Sawai T*** and Ogawa A* [*Neurosurgery, ***Yamaguchi Univ, ***Pathology 1] (抗トロンビン剤[アルガトロバン]のラットの損傷脳に与える影響-血管における接着分子(intercellular adhesion molecule(ICAM-1)の発現とMac-1陽性細胞の浸潤菅原淳*,***, 鈴木倫保**,澤井高志***,小川 彰**脳神経外科,**山口大学,***第一病理)

14.     RNA Oxidation in Alzheimer’s disease.    Satoh C, Abe T, Murata T, Isobe C and Tohgi H [Neurology](アルツハイマー病におけるRNAの酸化佐藤千久美,阿部隆志,村田隆彦,磯部千明,東儀英夫:神経内科)

15.     Over-expression ofα7 nicotinic acetylcholine receptor induces sustained ERK-phosphorylation and N-cadherin expression in PC12 cells.  ─ Utsugisawa K, Nagane Y and Tohgi H [Neurology](ニコチン性アセチルコリン受容体α7導入後, PC12細胞に生じる持続的ERKリン酸化とN-cadherinの発現:槍沢公明,長根百合子,東儀英夫:神経内科)

16.     Effect of anandamide on the adhesion molecule expression and cytokine production in human granulocytes.    Inada K* and Endo S** [*Microbiology, **Critical Care Medicine](アナンダマイドのヒト顆粒球接着分子およびサイトカイン産生に対する効果稲田捷也*,遠藤重厚***細菌学,**救急医学)

17.     A study on expression of mouse cathelin-related antimicrobial peptide (mCRAMP) in brain. ─ Obata F, Tsutsumi R, Takahashi K, Inada  K and Sato S [Microbiology](マウス脳におけるmouse cathelin-related antimicrobial peptide (mCRAMP) の発現に関する研究小幡史子,堤玲子,高橋清実,稲田捷也,佐藤成大:細菌学)

18.     The role of macrophages infiltrated in the spinal cord of AIDS-associated vacuolar myelopathy. ─ Takahashi K, Funata N and Sato S [Microbiology] AIDSでみられる空胞性脊髄症における浸潤マクロファージの役割  高橋清実*,船田信顕**,佐藤成大**細菌学,**都立駒込病院)

19.     Neuropathological study of rabbit central nervous system damaged by verotoxin-2. ─ Takahashi K Asaoka N, Obata F, Tsutsumi R, Inada K, Funata N and Sato S [Microbiology] (ベロ毒素のもつウサギ中枢神経系障害作用の病理組織学的検討  高橋清実*,浅岡伸太*,小幡史子*,堤 玲子*,稲田捷也*,船田信顕**,佐藤成大**細菌学,**都立駒込病院)

20.     Swine haemoagglutinating encephalomyelitis virus (HEV) infects neuronal elements but not glial elements. ─ Tohyama K*,**, Nakamura M***, Hirano N*** [*Anatomy 2, **Center for EM Bio-Imaging Res, ***, Iwate Univ] ブタ血球凝集性脳脊髄炎ウイルス(HEV)は神経細胞に感染するがグリア細胞には感染しない遠山稿二郎*,**,中村道子***,平野紀夫***: 第二解剖,**電顕室,***岩手大学)

21.     Tenascin-R and chondroitinsulphate proteoglycan may inhibite the Axonal regeneration of dorsal root gangllion cells at the dorsal root entry zone of spinal cord. ─ Tohyama,K.*,**, Zhang Y***, Anderson PN***, Lieberman AR*** [*Anatomy 2, **Center for EM and Bioimaging Res, ***University College London] (テネイシンRNG2が脊髄後根神経軸索の脊髄内再生を抑制するらしい遠山稿二郎*,**Zhang Y***, Anderson PN***, Lieberman AR****第二解剖,**電顕室,***University College London

画像部門

22.     Construction and evaluation of [11C]choline synthesis apparatus using on-column methylation.    Terasaki K*, Sera K*, Ogawa A*, Nemoto Y** and  Shouzushima M*** [*Cyclotron Research Center      , **Oral Microbiology, ***Dental Radiology,](カラム法を用いた[11C]choline 自動合成装置の作成と評価寺崎一典*,世良耕一郎*,小川 彰*,根本優子**,小豆島正典****サイクロトロンセンター,**口腔微生物学,***歯科放射線科)

23.     Diffusion tensor analysis in Alzheimer's disease.  ─Takahashi S*, Yonezawa H*, Takahashi J*, Kudo M*, Tohgi H* and Inoue T** [*Neurology, **Neurosurgery* ](アルツハイマー病における異方向性拡散 高橋 智*,米澤久司*,高橋純子*,工藤雅子*,東儀英夫*,井上 敬***神経内科,**脳神経外科

24.     Cell biological aspect of white matter disease.    Suzuki M, Kawamura S, Mato K and Ohta S [Neuropsychiatry](細胞生物学的視点から見た大脳白質病変鈴木 満,川村 諭,間藤光一,太田 聡:精神科)

25.     Internal structures of cerebral gray matter at 3 Tesla: MR imaging using fast short inversion-time inversion-recovery technique.  ─ Sasaki M [Radiology]3 Tesla装置によるFSTIR法を用いた脳灰白質内構造の描出佐々木真理:放射線科)

26.     The evaluation of metabolite concentration in the brain measured on 3 Tesla MR unit.  ─ Oikawa H [Radiology]3 Tesla MRI装置による脳内代謝産物濃度の評価及川浩:放射線科)

27.     Clinical impacts of 3.0 Tesla MR imaging in Neurosurgery.    Inoue T, Ogasawara K and Ogawa A [Neurosurgery] (脳神経外科術前診断における3.0 Tesla MRIの有用性井上敬,小笠原邦昭,小川彰:脳神経外科)

28.     Quantification of susceptibility artifacts in 0.5, 1.5 and 3.0 Tesla MR imaging produced from various biomaterials for neurosurgical implants.    Matsuura H, Inoue T, Ogasawara K, Konno H and Ogawa A [Neurosurgery] (脳神経外科生体材料に由来するMRIアーチファクトの0.5, 1.5, 3.0 Tesla 装置における定量的評価    松浦秀樹,井上敬,小笠原邦昭,紺野広,小川彰:脳神経外科)

 

全体討議(15:00-16:00)

生理部門・病理部門・画像部門の総括と質疑応答

 

まとめと展望

東儀英夫

先端医療研究センター長 

 

 

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

講演抄録


 

基調講演1

 

脱髄性疾患の分子病態とその治療法開発の試み

池中一裕

岡崎国立共同研究機構 生理学研究所 教授(神経情報) 

 

脊椎動物の有髄神経軸索は,中枢神経系ではオリゴデンドロサイト,末梢神経系ではシュワン細胞が形成するミエリン膜により覆われている.神経の活動電位はミエリンに覆われていないランビエの絞輪(node)からnodeへと伝わる跳躍伝導により,効率的かつ迅速に伝導する.ミエリンが形成されると軸索上にはnode,軸索とミエリンが直接接するparanodejuxtaparanode,およびミエリンに完全に覆われるinternode,という明らかに構造の異なる4つのドメインが形成される.活動電位発生に関わる電位依存性Na+およびK+チャネルは,無髄軸索上では均一に分布するのに対して,有髄軸索上ではそれぞれnodeあるいはjuxtaparanodeに特徴的に局在化することから,軸索上のこれらのドメインが機能的にも異なることが知られている.しかし,ミエリン膜がどのような機序で軸索ドメイン形成を引き起こすのか詳細は明らかではなく,またグリアとニューロンの相互作用を理解する上で重要なparanodal junctionの形成機構も依然不明である.本講演では上記の疑問を解明することが脱髄性疾患の分子病態や治療を考える上で重要であることを強調したい.

われわれはこの目的のために正常および様々なミエリン形成異常マウスにおける軸索上のドメイン形成を解析した.その結果,ミエリン膜の重要性はドメインによってそれぞれ異なることが明らかとなった.Na+チャネルの存在するnodeの初期形成にはミエリン膜は必要なくオリゴデンドロサイトの存在が不可欠であること,しかしnodeの成熟化にはミエリン膜が必要であることが分かった.一方K+チャネルが局在しているドメインを形成するにはコンパクトミエリンが必須であること,その局在化部位の決定にはコンパクトミエリンおよびparanodal junctionが重要であることが明らかになった.さらに一旦形成されたドメイン構造が脱髄後に消失することより,ミエリン膜は軸索ドメインの初期形成のみならず維持にも必要であることが分かった.

現在paranodeに局在し junction形成に関与している細胞接着分子として軸索側ではcontactincontactin-associated protein (Caspr),ミエリン側ではneurofascin155 (NF155)が既に同定されている.しかし,これら軸索およびミエリン側の分子が直接結合している証拠はなく,junction形成に関与している他の分子の存在が推測された.そこでミエリン側のjunction形成に関与する分子を解明するためにさらに研究を進めた結果,ミエリンの主要糖脂質の一つであるスルファチドおよびミエリン最外層に存在する4回膜貫通蛋白CD9の欠損マウスが,ともにjunction形成異常を呈すること,そしてCD9paranodeにも局在していることを見出した.さらにどちらの欠損マウスにおいてもNF155の局在異常が認められた.これらのことよりスルファチドおよびCD9NF155などjunction形成に関わるミエリン分子をparanodeに運ぶ重要な役割を果たしていることが明らかとなった.


MEMO

 


基調講演2

 

シナプス統合の光学的解析

宮川博義

東京薬科大学 生命科学部

 

神経細胞や局所回路網のシナプス応答は,もっぱら場の電位記録やパッチクランプ記録といった電気生理学的な手法を用いて解析されている.しかし,これらの手法では限られた部位の応答しか観測することができないという欠点がある.それに対して,光学的イメージングは,電気生理学的手法では観察できない部位の活動を観察することができる,あるいはまた2次元的,3次元的な情報を得ることができるといった利点がある. 電位感受性色素をもちいた神経活動の光学的膜電位測定は1968年に初めて田崎によって報告され,その後コーエンのグループによって測定システムと色素の開発がすすめられ,さまざまな対象に広く用いられてきた.

海馬スライス標本を電位感受性色素で染め,神経線維を電気刺激すると,様々な信号が記録される. 1)入力神経線維の活動電位,2)興奮性シナプス後電位,3)抑制性シナプス後電位,4)樹状突起・細胞体の活動電位,4)グリア細胞の脱分極応答などに起因する信号である.  興奮性シナプス後電位の解析から,独立した2シナプス入力は非線型に加算されること,その非線型性にGABA性入力が関与していることが分かった. 抑制性シナプス応答の解析から,歯状回顆粒細胞が脱分極性のGABA応答を示すことが分かった. 活動電位の解析から,細胞体に先行して樹状突起に活動電位が発生することが分かった. グリア細胞の脱分極応答はシナプスから放出されたグルタミン酸の取り込みによってもたらされるものであり,この信号を記録することによってグルタミン酸放出量の変化を知ることができる. 記憶に関する機能を担うとされる海馬において観察される長期増強現象(LTP)に伴う伝達物質量の変化を調べたところ,CA1領域においては変化しないことが分かった.

            光学的解析は有用だが電位感受性色素はCa色素などに比べて開発が遅れている. 緑色蛍光タンパク(GFP)を利用した色素の導入や,共鳴エネルギー移動現象(FRET)を利用した電位感受性の改善などによって,様々な展開が期待される.

 

 


MEMO

 


基調講演3

Plasticity of higher brain function examined by fMRI(機能的MRIによる高次脳機能の可塑性へのアプローチ)

 

米倉義晴

福井医科大学高エネルギー医学研究センター生態イメージング研究部門

 

 

脳には機能の局在と統合という二つの特徴がある.神経活動を三次元的な空間分布として捉えることは,このような脳機能の特徴をシステムレベルで理解する上できわめて重要である.ポジトロン断層撮影(PET)や機能的磁気共鳴画像(fMRI)などの非侵襲的脳機能画像法の登場により,外界からの刺激に対応して刻々と変化する脳機能の様子が明らかにされつつある.PETfMRIなど脳血流を指標とする脳賦活検査は,局所の脳血流の増加と神経活動によるエネルギー消費の増加が連関するという事実に基づき,課題遂行中の脳血流の変化が観察される領域がその課題の遂行に何らかの役割を担っていると推論し,課題に関連した神経活動の部位を同定する方法である.特にfMRIは,簡便に繰り返し検査できる利点があり,システム神経科学の研究のみならず,大脳皮質機能の局在を調べる日常臨床検査としても幅広く利用され始めている.

ヒトの環境に対する適応や学習はその多くを脳によっているが,これに対応する可塑的変化が脳内に存在し,これが高次脳機能の基盤をなしていると考えられる.感覚脱失に対する脳の可塑的変化として,視覚障害者で点字読における視覚野の関与が報告されたが,脳局所間の機能連関を解析した結果,感覚脱失による脳の可塑均変化について盲人の点字読において一次視覚野の可塑性には年齢依存性があること,また一次視覚野への経路は視覚連合野を経由するものであることが示唆された.早期失聴者と手話を理解できる健聴者における脳賦活検査を行い,手話と読唇に関与する神経回路を同定した結果では,両者ともに古典的言語野の活動を認めるが,早期失聴者においては,両側上側頭溝の多感覚領域により強い賦活を認め,聴覚脱失に伴う可塑的変化と考えられた.このような脳機能の可塑的変化について,高磁場(3テスラ)のMR装置を用いたアプローチを紹介する.


MEMO

 


基調講演4

 

New insights about the pathogenesis of Huntington's disease

Marian DiFigliaMD, PhD

Prof in Neurology at Harvard Medical School and Director of Laboratory of Cellular Neurobiology, Massachusetts General Hospital

 

The expansion of a polyglutamine tract in the N-terminal region of huntingtin causes dysfunction and death of striatal and cortical neurons in Huntington’s disease (HD). How this occurs is unclear. A gain of function by the mutant protein has been proposed to explain pathogenesis. Polyglutamine expansion in huntingtin may change its solubility, metabolism, and/or its binding properties with interacting proteins, thereby leading to changes in function of the mutant protein in cells. The role of wild-type huntingtin in neurons is unknown. Endogenous wild-type huntingtin localizes mainly to the cytoplasm in neurons. We showed the widespread distribution of huntingtin in secretory and endocytic pathways. In brain and fibroblasts, wild-type huntingtin associates with vesicle membranes, endosomes, the trans Golgi network, and plasma membranes and appears in synaptosomal membrane fractions by Western blot. We found clathrin, a protein required for membrane budding co-localized with huntingtin on vesicles in the cytoplasm, the trans Golgi network, and at the plasma membrane. In axons, the huntingtin associated with vesicle membranes moves anterogradely by fast transport and is retrogradely transported, consistent with a presence on endosomes. Huntingtin’s association with endosomes is altered after stimulation with forskolin, which activates cyclic AMP, or by a dopamine D1 receptor agonist. This suggests that huntingtin’s role in intracellular membrane trafficking is linked to receptor activation at the cell surface. Some proteins that interact with huntingtin are localized to vesicle membranes and function in membrane trafficking and cytoskeleton stability. These interactors bind differently to mutant huntingtin than to wild-type huntingtin thereby favoring the possibility that there is altered membrane trafficking in HD. 

In the HD brain, mutant huntingtin accumulates in the nucleus and cytoplasm of neurons. In the cytoplasm mutant protein associates with endosomal/lysosomal organelles and accumulates in degenerating axons of the corticostriatal pathway. Localization to the nucleus is diffuse and in inclusions. The inclusions contain mainly N-terminal fragments of mutant huntingtin. N-terminal fragments of wild-type and mutant huntingtin consistent with cleavage by caspase 3 are present in control and HD brain. This suggest that the proteolysis of huntingtin may be an important factor influencing HD pathogenesis. Reactive microglia are increased in affected regions of the HD brain, associate with neurons that form inclusions, and may activate cell death pathways. Immortalized mouse striatal cells transfected with a large truncated or full-length mutant huntingtin show a distribution of huntingtin similar to HD neurons. Some huntingtin associates with autophagosomes, which accumulate the lysosomal enzyme cathepsin D in proportion to the polyglutamine length in huntingtin. Huntingtin accumulation in cells changes the distribution of mitochondria and Golgi membranes and causes a marked tubulation of membranes. N-terminal huntingtin fragments cleaved by caspase 3 and by calpain appear in cells overexpressing huntingtin. The fragments are preferentially in the membrane fraction. Thus, the accumulation of mutant huntingtin in HD neurons may cause cell death by altering membrane and organelle trafficking, inducing autophagy, and increasing the production of harmful N-terminal huntingtin fragments that can aggregate and form inclusions.

MEMO

 

 

 

 


P1

Inhibitory effects of steroidal saponin metabolites of ginseng on catecholamine secretion. (ステロイド型薬用人蔘サポニン代謝物のカテコールアミン分泌阻害作用)

立川英一,工藤賢三,樫本威志:薬理

【背景・目的】 薬用人蔘は,古くから滋養,強壮,不老長寿の薬として,また多くの漢方薬の処方成分の1つとして使用されており,多彩な薬効を持つと考えられる.私は,薬用人蔘の神経系に対する薬理効果を,自律神経系モデルのウシ副腎髄質細胞からのカテコールアミン(CA)分泌を指標にin vitro系で検討している.これまでに薬用人蔘成分のサポニンがアセチルコリン(ACh)刺激による細胞からのCA分泌を,ニコチン性ACh受容体に拮抗することにより,抑制することを明らかにしている.サポニンは,アグリコンに糖が結合したもので,薬用人蔘サポニンは,そのアグリコンの違いによって大きくプロトパナキサトリオール系,プロトパナキサジオール系,オレアノール酸系に分類される.CA分泌抑制活性を示したのはプロトパナキサトリオール系サポニンだけである.最近になり,人蔘サポニンは,経口投与後,消化管において,アグリコンに結合している糖が加水分解され,吸収されることが報告された.今回,そのサポニン中間及び,最終代謝物7種(M1-5, M11, 12)の副腎髄質細胞からのCA分泌に対する影響を検討したので紹介する.M1-M3, 5, 12は,ジオール系,M4M11は,トリオール系の代謝物である.

【結果・結論】 すべての代謝物がAChによる副腎髄質細胞からのCA分泌を濃度依存性に抑制した.その中でM4がもっとも強い効果を示したが,他の代謝物とあまり大きな差はなかった.また,M4は,AChによる細胞内へのNa+流入を抑制した.一方,そのCA分泌抑制効果は,M4で細胞を処理した後,細胞をよく洗っても完全には消失しなかった.以上の結果は,薬用人蔘には自律神経系に影響を与えるサポニンが含まれていること,さらにCA分泌抑制活性を持たないサポニンでも,体内で代謝されると活性をあらわすことを示している.また,サポニン代謝物は,ニコチン性ACh受容体をブロックするばかりでなく,細胞膜にも作用し,間接的に受容体を抑制して,CA分泌を阻害すると考えられる.

 

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P2

Inhibition of catecholamine secretion by neurosteroids. (ニューロステロイドによるカテコールアミン分泌阻害)

工藤賢三,立川英一,樫本威志:薬理

【目的】 ステロイドホルモンが細胞内受容体遺伝子発現系を介して細胞機能の調節を行っていることはよく知られている.近年,神経伝達物質受容体やイオンチャンネルに対するステロイドの遺伝子発現系を介さない直接作用が報告されている.一方,末梢のステロイド合成器官とは独立して,脳におけるステロイドの存在とその合成が証明された.脳由来のステロイドはニューロステロイドと呼ばれる.私たちは,神経機能に対するニューロステロイドの作用を明らかにするため,神経モデルのウシ副腎髄質細胞を用いてニコチン性アセチルコリン(ACh)受容体刺激によるカテコールアミン(CA)分泌におけるニューロステロイド,プレグネノロン硫酸(PREGS)の影響を検討した.

【結果・考察】 1) PREGSAChのニコチン受容体刺激による細胞からのCA分泌を濃度依存性に抑制した.しかし,電位感受性Caチャネルを直接活性化する高K+刺激によるCA分泌を抑制しなかった. 2) PREGSACh刺激による細胞内へのNa+およびCa2+流入を濃度依存性に抑制したが,高K+刺激によるCa2+流入に影響しなかった. 3) CA分泌に対するPREGSの阻害効果は,反応液中のACh濃度やCa2+濃度増加によって影響されなかったが,Na+濃度の減少により増大した. 4) PREGS[3H]ニコチンの受容体への結合に影響を与えなかった. 5) PREGSの抑制効果には可逆性が認められた.以上の結果は,PREGSACh受容体を非競合的かつ可逆的に阻害し,ACh受容体イオンチャネルを介するNa+流入を抑え,CA分泌を抑制していることを示唆する.脳内ではACh受容体はプレシナプス受容体として神経伝達物質の分泌調節に関与していることが知られている.私たちの結果は,脳内で合成されたPREGSがニコチン性ACh受容体に直接作用し,受容体刺激応答を調節している可能性を示すものである.

 

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P3

Dipyridamole inhibits ATP-induced smooth muscle contraction in arterioles. (ジピリダモールはATPによって引き起こされる細動脈平滑筋の収縮を抑制する)

斎野朝幸,松浦誠,似鳥徹,佐藤洋一:第二解剖

【目的】細胞内カルシウムイオン([Ca2+]i)は,細胞内で重要な役割を果たしている.我々は空間的・時間的解像度に優れた共焦点レーザー顕微鏡を用い,細動脈での各種修飾物質に対する[Ca2+]i濃度の変動について検討してきたが,組織部位によって反応性が異なることが確認された.今回特にジピリダモール(Dip)有無でのATPの反応性の違いについて報告する.

【方法】細動脈をラットの脳と精巣から分離し,標本にカルシウム感受性蛍光色素のIndo-1/AMを負荷した.灌流チェンバーに標本を付着させ,標本周囲を灌流し,ATP及びその類似体の添加,さらにDip存在下でのATP等の添加により[Ca2+]i濃度がどのように変動するか確かめた.測定にはリアルタイム共焦点レーザー顕微鏡( Nikon RCM/Ab )を用いた.

【結果】細動脈の平滑筋細胞において,ATP刺激に対し[Ca2+]i濃度の上昇が生じた.ATPの反応は精巣と脳の細動脈で異なっていた.すなわち,精巣ではATPによる[Ca2+]iの上昇は細胞外からの流入であったが,脳では細胞内貯蔵場からの放出も関与していることが示唆された.Dip単体では極くわずかな[Ca2+]iの低下を生じた.Dip存在下でのATP刺激では,ATP誘発性の[Ca2+]i変化は精巣と脳の細動脈で抑制されることが確認された.Dip添加によって一酸化窒素の濃度上昇は確認できなかった.また,インドメタシンも効果を示さなかった.

【考察】共焦点レーザー顕微鏡を用いて細動脈のCa2+応答を検討したところ,同じATP刺激によっても組織部位によって反応性が異なることが示唆された.また,今回の実験結果から,Dipの効果は,従来言われているように平滑筋細胞を弛緩させるのではなく,それらの収縮を抑制する可能性がある.

 

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P4

Effects of ATP on intracellular calcium dynamics of neurons and satellite cells in rat superior cervical ganglia. (ラット上頚神経節のニューロンと衛星細胞の細胞内カルシウムイオン濃度に及ぼすATPの効果

熊谷美保**,四戸豊**,佐藤洋一*,斎野朝幸**第二解剖,**歯科麻酔)

【目的】局所の炎症や組織損傷時に,末梢交感神経系に生じている反応を明らかにすることは臨床的意義が大きい.本研究では,傷害細胞・機械的刺激を受けた細胞あるいは神経末端から出されるATPが,交感神経系の細胞を刺激するかどうか細胞内カルシウムイオン濃度([Ca2+]i)の変動を指標として検討した.

【方法】生後8週齢,雄性ウィスター系ラットの上頸神経節を摘出し,コラゲナーゼによる結合組織の消化後,Ca2+感受性色素Indo-1/AMを負荷した.その後,神経節をカバーグラスに固着させ,灌流チャンバーに移送し,リアルタイム共焦点レーザー顕微鏡(Nikon RCM/Ab)によって[Ca2+]iの画像解析を行った.

【結果】用いた標本は,正常の組織形態を保っており,神経細胞とそのまわりを取り囲む衛星細胞が同定できた.神経細胞と衛星細胞両者においてATPによる[Ca2+]i上昇が認められた.最初にすばやい[Ca2+]i上昇が衛星細胞で起こり,引き続いてゆっくりとした上昇が神経細胞で生じた.Suramin (P2 受容体抑制薬)で前処置することによりATPで誘発される[Ca2+]i上昇は抑制された.衛星細胞での[Ca2+]iの変動は,細胞外液のCa2+濃度に依存しておりP2X 受容体の作用薬であるα,β-methylene ATP[Ca2+]i上昇がみられた.一方神経細胞における[Ca2+]iの上昇は,細胞内カルシウム貯蔵庫からのCa2+放出によるもので,P2Y 受容体を会していた.

【結論】ATPに対して,神経細胞ではP2Y受容体,衛星細胞ではP2X 受容体を介する[Ca2+]i上昇が観察された.これは局所における細胞外ATPが交感神経系を刺激している可能性を示唆している.

 

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P5

Inhibitory effect of photodynamic action and nitric oxide on mast cell degranulation and intracellular Ca2+ changes. (光刺激と一酸化窒素が肥満細胞の脱果粒と細胞内カルシウム変動に及ぼす抑制効果

佐藤洋一*,森志朋**,葉原芳昭***,崔 宗杰****,斎野朝幸**第二解剖,**皮膚科,***北海道大学,****北京師範大学)

【背景と目的】一酸化窒素(NO)は,内皮細胞由来の弛緩因子として同定されて以来,数多くの組織で局所伝達物質として作用していることが示唆されてきた.NOによって蛍光強度が変化する蛍光色素を用いて細胞内におけるNOのイメージングを試みた.

【方法】ラット腹腔内肥満細胞を用いた.NO感受性色素のDAF-2(第一化薬)を細胞に負荷した後,H2O2 を添加あるいは光照射を行った.また,NO synthase(NOS)抑制剤を加え,NOの上昇がどうなるか検討した.あわせて肥満細胞ではcompound 48/80で刺激した際の果粒放出に対するNOの効果を観察した.

【結果】強いレーザー光を照射することによりDAF-2の蛍光強度が上昇した.光刺激によりフリーラディカルが生成されることが知られていることから,光刺激によりNOが産生されたものと思われた.そこでH2O2を加えたところ,やはりNOが上昇したが,こうした反応はNOS抑制剤では抑えることが出来なかった.これらの結果は,NOS非依存性のNO産生系路があることが示している.レーザー光によるNO上昇領域は照射部位に限られていたが,おもにミトコンドリアや核などで上昇が顕著で,これらの構造がNO産生に関与していると思われた.ちなみにNOが上昇することで,compound 48/80による肥満細胞の果粒放出は抑制され,この抑制効果はかなり持続的で実験中は復活することがなかった.また,細胞内カルシウム濃度上昇は遅れ,しかも遷延化していた.

【考察】今回の結果は光刺激や酸化ストレスによって惹起されるNOS非依存性のNO産生機構がミトコンドリアや核にあるかもしれないことを示した.また,NOによる細胞機能の攪乱にカルシウム変動機構が関与していると思われた.

 

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P6

Regulatory role of monomeric G-protein RhoA on the serotonin-induced Na+-current response in the ganglion cells of Aplysia. (アメフラシ神経細胞においてセロトニンで引き起こされるNa+電流応答に対する単量体G蛋白RhoAによる調節作用)

川崎敏*,木村眞吾*,藤田玲子**,高島浩一郎*,佐々木和彦**第一生理,**教養・化学

【背景・目的】単量体型G蛋白のRhoファミリーはアクチン骨格系の制御を行って細胞の形態変化,運動,細胞分裂,平滑筋収縮などに機能している.これに加えて最近,Rhoファミリーは受容体刺激や浸透圧刺激によるイオンチャネル応答の調節を行っているという報告が蓄積されつつある.本研究は,アメフラシの神経細胞を用いて受容体刺激によるイオンチャネル応答のRhoによる調節の可能性について検討した.

【実験方法】摘出したアメフラシ神経節を灌流下,二本のガラス微小電極を単一の細胞に刺入し,膜電位固定法を用いてセロトニン(5-HT)などの受容体刺激した場合に発生する電流応答を記録した.種々の試薬又は蛋白は第三のガラス微小電極に充填した後,細胞に刺入して圧注入により細胞内投与した.

【結果】同定した細胞に5-HTを投与するとコレラ毒素感受性G蛋白の活性化を介してゆっくりとしたNa+電流が発生する.単量体型G蛋白Rhoファミリー(RhoA-CRacCdc42)を阻害するClostridium difficile toxin Bを細胞内注入すると,5-HTによるNa+電流応答は著しく減少した.さらに,RhoA-Cだけを特異的に阻害するClostridium botulinum C3 exoenzymeを細胞内注入した場合も5-HT応答は著しく減少した.逆に,活性型のrecombinant RhoAを細胞内に注入した場合には,それ単独では内向き電流が発生しなかったが,5-HT応答は著しく増大した.

【考察】以上より,5-HT受容体応答は三量体型G蛋白によって媒介されることに加えて,単量体型G蛋白RhoファミリーのRhoAの活性化により促進的に調節されることが示唆された.Rhoは神経細胞等でも発達の幼若期等に良く発現しており,神経細胞の移動,神経突起の伸展退縮等に重要な働きをしていることが示されてきた.しかしながら,我々の用いた成熟した神経細胞においても明らかにRhoは発現しており,しかも,神経細胞の興奮性やシナプス伝達のefficacyを調節していることが示唆された.

 

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P7

CaM-kinase II and protein phosphatase 2A reciprocally regulate quisqualic acid-induced K+-current response in the identified neurons of Aplysia. (同定したアメフラシ神経におけるキスカル酸で発生するK+電流応答に対するCaM-kinase IIprotein phosphatase 2Aによる相反的調節)

木村眞吾*,川崎敏*,藤田玲子**,高島浩一郎*,佐々木和彦**第一生理,**教養・化学

【目的】グルタミン酸作動性シナプスは興奮性シナプス伝達を担い,また学習や記憶などのシナプス可塑性の場として知られている.一方,抑制性のグルタミン酸作動性シナプス伝達については未だ不明な点が多い.今回Aplysia 神経細胞においてグルタミン酸受容体を刺激して発生する抑制性応答の調節に対するリン酸化や脱リン酸化酵素の関与について検討した.

【方法】摘出したAplysia 神経節を,リンガー液を灌流しながら,神経細胞表面を露出させた.2本の微小電極を同定した神経節細胞に刺入し,膜電位固定下でグルタミン酸受容体 agonist のキスカル酸 (QA) を投与した場合に発生するゆっくりとした K+ 電流応答を指標にした.種々の試薬や酵素は細胞外から投与したり,別の電極から細胞内に直接注入した.

【結果】QA応答は,AMPA 型受容体 antagonist CNQX で抑制され,一方,G蛋白阻害剤のGDP-S の細胞内注入では効果がなかった.この応答はそれぞれ protein kinase, calmodulin (CaM), CaM-kinase II に対する inhibitor H-7, W-7, KN-93 の投与後,何れの場合も著しく増大した.また,protein phosphatase (PP) 様作用を持つ BDMの前投与でも増大した. 一方,PP inhibitor calyculin A 投与では抑制はわずかだったが,calyculin A 注入後は,同細胞の QA 応答に対する W-7 による 増強作用が完全に消失した.また,PP1PP2B の細胞内注入では何の効果も示さなかったが,PP2A の細胞内注入によってこの応答は著しく増大した.

【結語】この応答は受容体刺激でG蛋白を介在せずに K+ チャネルが開いて発生しておりCaM-kinase II により抑制的に,一方 PP2A により促進的に調節されていることが推論された.温血動物でもこのような酵素反応経路が働いて,シナプス伝達効率を調節していると推測される.

 

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P8

Stimulation of P2-receptor suppresses the K+-current responses to FSH and adenosine in the follicular cells of Xenopus oocytes. (アフリカツメガエル卵胞細胞のFSHまたはアデノシン投与で発生するK+電流応答はP2受容体刺激で抑制される)

藤田玲子*,平野浩子*,川崎敏**,木村眞吾**,松本光比古***,佐々木和彦**,高島浩一郎***教養・化学,**第一生理,***弘前大・医

【背景と目的】近年,個々のmetabotropic受容体応答発生の細胞内機構は詳細に解明されている.しかし異なる受容体応答間の相互作用に関する分子機構については未解明の事が多い.脳スライス標本でこの様な研究を企てると現段階ではまだ種々の技術的困難を伴う.我々はXenopus卵細胞・卵胞細胞標本を用いてATP受容体によるadenosine及びFSH受容体応答の抑制作用を,受容体応答間の相互作用のモデルシステムと見なしてその細胞内機構について研究した.

【方法】卵細胞と卵胞細胞はgap junctionでつながっていて,その穴を通して分子量1,000程度のイオンや分子は自由に通過できるため卵胞細胞で発生した電気的応答は卵細胞を介して記録できる.本研究では,電極を卵細胞に刺入して卵胞細胞に発生する電気的な応答を間接的に測定した.

【結果】上記標本に1 µM ATP又はUTPを投与すると大振幅の早い内向き電流,中等度の遅い内向き電流,小振幅できわめて遅い外向き電流応答が発生した.一方,1 µM Adeまたは 6 nM FSHを投与するとゆっくりとした外向き電流応答が発生した.Ade応答とFSH応答の逆転電位はK+の平衡電位(-105 mV)にほぼ一致した.卵細胞内にcyclic AMPを注入するとAde応答とFSH応答と同様なK+電流が発生した.ATP又はUTPを前投与するとcyclic AMPAdeFSHで引き起こされるすべてのK+電流応答が可逆的に抑制された.また,PKC activatorPDBu投与でもcyclic AMPAdeFSH応答に対する同様な抑制作用が見られた.卵胞細胞を除いた卵細胞ではcyclic AMPAdeFSH応答もATPUTP応答も見られない.

【考察】以上の結果からATP又はUTPによりP2受容体を刺激するとPKCが活性化してAdeFSH応答を抑制すること,その作用部位は,AdeFSH受容体が刺激されてadenylate cyclaseが活性化した後,cyclic AMPが産生されてからK+チャネルが開くまでの間と推論された.

 

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P9

Role of Rho-kinase in the serotonin-induced contraction in the middle cerebral artery of bovine. (ウシ中大脳動脈においてセロトニン投与で発生する収縮におけるRho Rho-kinase の役割)

西川泰正*,**,幸治孝裕*,**,川崎敏*,木村眞吾*,土肥守**,小川彰**,佐々木和彦**第一生理,**脳神経外科)

【背景と目的】クモ膜下出血後にしばしば引き起こされる脳血管スパズムは血管収縮の亢進状態であり,クモ膜下出血時に血液成分や組織から放出される収縮発生物質が引き金になると考えられている.本研究では,その一つであるserotonin (5HT)で引起こされる収縮を指標として収縮の増強機構を検討した.

【方法】ウシ中大脳動脈を採取し,サポニン処理により血管内皮を化学的に除去後,幅約3mmに切断してリング状標本を作製した.標本を潅流用chamberに懸垂し,収縮物質として40 mM KCl (high K+)5HTendothelin-1 (ET-1)を投与した場合の張力変化を張力transducerにて測定した.種々の収縮阻害剤存在下,又は,G蛋白試薬で処理した場合の収縮応答を評価した.

【結果】リング状標本に300 nM 5-HTまたはhigh K+を投与すると両者共,時間経過の早い収縮を発生した.この収縮はCa2+-calmodulin阻害剤のW-7MLCK阻害剤のML-7で著しく抑制された.cPKC及びnPKC阻害剤のcalphostin C及び,a PKCも抑制するRo31-8220は,ET-1収縮を著しく抑制したが,5-HT収縮やhigh K+を抑えなかった.Rho kinase阻害剤のHA-1077Y-276325HT収縮を強く抑制したがhigh K+ 収縮を抑制しなかった.Rho family G蛋白(RhoA,B,C, Rac, Cdc42)阻害剤のToxin Atoxin B5HT収縮を著しく抑制した.Rho familyのうちRho A,B,Cを阻害するC3 exoenzyme5HT収縮を著しく抑制した.

【考察】5-HT応答の発生とその増強においては,PKCmajorな役割を持っておらず,此に代わってRho-kinaseの活性化が増強作用を担っていること,Rho-kinaseの上流にRho ARho B,またはRho CのいずれかのG 蛋白が介在していることが強く示唆された.

 

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P10

Selective blocking effects of progesterone on the ionotropic receptor responses in the ganglion cells of Aplysia. (アメフラシ神経節細胞においてプロゲステロンはイオノトロピック受容体応答だけを選択的に抑制する)

高島浩一郎*,川崎敏*,木村眞吾*,藤田玲子**,佐々木和彦**第一生理,**教養・化学

【背景と目的】 脳細胞などに対しステロイドホルモンが遺伝子発現を介さずに種々の急性作用を及ぼすことが報告されている.これらのステロイドホルモンの作用の研究は主に哺乳類について行なわれてきたが,一つの神経細胞に多種類の伝達物質の受容体を持つという特徴を示すアメフラシにおいてもプロゲステロンなどのステロイドホルモンが生理的に存在することが示されている.そこでアメフラシの神経節細胞を用いて各種の受容体応答に対するプロゲステロンの急性作用を比較してみた.

【方法】 アメフラシ神経節細胞に微小電極を刺し,膜電位固定法を用いてアセチルコリン,GABA,ドーパミンのどれかを細胞外に灌流したときの電流応答を記録した.これらの受容体応答がプロゲステロンを5分間前投与した場合にどう変化するかを観察した.

【結果】 プロゲステロンの前投与により,ニコチン性受容体刺激によってNa+チャネルが開く応答,別種のニコチン性受容体刺激によってCl-チャネルが開く応答,GABAA受容体刺激によってCl-チャネルが開く応答,ドーパミン受容体刺激によってNa+チャネルが開く応答の全てが半分程度抑制された.さらに,伝達物質の濃度を変えてプロゲステロンによる抑制を見たが,抑制の度合いはどの伝達物質であってもその濃度には依存しなかった.他方,ムスカリン性受容体刺激によってK+チャネルが開く応答,ドーパミン受容体刺激によってK+チャネルが開く応答などのメタボトロピック受容体の応答はプロゲステロンにより抑制されなかった.

【考察】 伝達物質受容体の2種類,すなわちイオノトロピックなものとG蛋白を介するメタボトロピックなもののうち,アメフラシ神経節細胞においてプロゲステロンはイオノトロピック受容体応答だけを選択的に抑制し,メタボトロピック受容体の応答は抑制しなかった.結論として,プロゲステロンは種々のイオノトロピック受容体に共通な部分に非競合的に作用して抑制している可能性があると推測された.

 

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P11

Neoplastic cells and proliferating endothelial cells express connective tissue growth factor (CTGF) in glioblastoma. (グリオブラストーマの腫瘍細胞と新生血管内皮細胞におけるconnective tissue growth factor (CTGF) の発現

潘立華*,別府高明**,黒瀬顕*,山内広平***,菅原淳**,小川彰**,澤井高志*: *第一病理,**脳神経外科,***第三内科

【背景】Connective tissue growth factor (CTGF)1991年,ヒト臍静脈血管内皮細胞の培養上清ではじめて発見された.その後の研究でCTGFの発現はTGF-bにより誘導され,TGF-bによる線維化促進作用に関連した結合組織増殖因子であることが証明された.最近の研究では,CTGFは血管内皮の接着及び遊走を調節し,血管内皮細胞の増殖,血管新生を促進する新しい血管増殖因子とも言われているが,ヒト腫瘍組織の血管新生におけるCTGFの果たす役割についてはまだ報告がない.Glioblastomaは血管新生の豊富な腫瘍であることから手術材料を用いてCTGFの発現を検討し,血管新生との関係を検討した.

【方法・材料】Glioblastomaと診断された13例の患者の脳から手術により切除された腫瘍組織の一部をPLP固定,paraffin包埋を行い,連続切片を作製した.連続切片を用いて,HE染色および抗CTGF,GFAP, CD34抗体を用いて免疫染色を行いCTGFの発現程度,分布について検討した.また,腫瘍組織よりmRNAを抽出してRT-PCRを行い,CTGFのmRNAレベルでの発現の程度を調べた.

【結果】HE染色による観察ではGlioblastomaは紡錘形細胞型,小円形細胞型,巨細胞型など多彩で,細胞密度も高いものから低いものまで様々であったが,全体的には血管の増生が目立った.免疫染色の結果では,分化度が低く,高密度に配列したGlioblastomaの腫瘍細胞(GFAP陰性)や,逆に分化度が高く,密度が低い腫瘍細胞(GFAP陽性)にもCTGFの発現が認められた.RT-PCRの結果でもGlioblastomaにおけるCTGFmRNAの発現が高度に証明された.

【考察】ヒトのGlioblastomaでは血管内皮細胞と腫瘍細胞のいずれの細胞もCTGFの蛋白とmRNAの発現がみられることが証明されたが,これらの結果と文献的な考察も併せてみると,CTGFが血管新生や腫瘍の増生になんらかの役割を果たしていることが示唆される.今後,これらの機能を詳細に検討することにより腫瘍の治療にも応用できるものと思われる.

 

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P12

Expression of connective tissue growth factor and its relationship to angiogenesis in glioma. (グリオーマにおける connective tissue growth factor の発現とその血管新生との関連

小林哲人,黒瀬顕,澤井高志:第一病理

【目的】Connective tissue growth factor(CTGF)は線維芽細胞,血管内皮細胞等でその発現や,また増殖作用,遊走作用などの機能が認められている増殖因子の一つである.今回我々はグリオーマにおけるCTGFの発現を免疫組織化学,flowcytometry(FCM)を用いて検討した.

【方法】1.グリオーマ手術症例のパラフィン包埋標本に対し抗CTGF抗体を一次抗体とした免疫染色(SAB)を施行した.(grade2の神経膠腫:6例,grade4の膠芽腫:6例)2.グリオーマ細胞株(T98G,U87MG,U251MG,A1724つすべてgrade4),脳血管毛細内皮細胞株を培養してFCMを用いてそのCTGF発現を検討した.

【結果】1.免疫染色において膠芽腫では腫瘍細胞,血管内皮細胞にCTGF(+)であったが,grade2の神経膠腫では腫瘍細胞,血管内皮ともCTGF(−〜±)とその発現ははっきりしなかった.またいずれの標本でも反応性astrocyteCTGF(++)であった.2.FCMにおいて用いた4つすべてのグリオーマ細胞株,脳血管内皮細胞株にCTGF発現を認めた.

【まとめ】文献的にはCTGFは網膜血管内皮や臍帯静脈血管内皮などで血管新生作用が報告されている.グリオーマにおいては悪性度に相関して血管増生が強くなり,膠芽腫では血管内皮細胞増生が特徴的な所見となっている.免疫染色にてCTGF発現もgrade2に比しgrade4で強く認め,血管増生の強さに相関していた.このことからCTGFがグリオーマの血管新生に関与する可能性が示唆された.

 

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P13

Corticotropin releasing factor (CRF) family neuropeptides and CRF receptors in inflammatory disease. CRFファミリー神経ペプチドとその受容体の炎症性疾患における発現

宇月美和*,笹野公伸**,村松康成**,高橋和広**,戸恒和人**,沖隆***,澤井高志**第一病理,**東北大学,***浜松医科大学

【背景・目的】慢性関節リウマチ(RA)などの自己免疫疾患においては,神経内分泌系の影響が知られている.活性化された免疫系ではサイトカインが視床下部からのcorticotropin releasing factor (CRF)の産生を誘導する.RA患者では,CRF,ACTH, cortisolなどの神経ペプチドが測定されているが,全身系と病変局所での機能や作用が異なっている可能性がある.CRFファミリーのurocortin (UCN)は,CRF-receptor (CRF-R) に結合してCRF作用をもたらす.中枢神経系の他に様々な細胞で産生されているが,RAにおけるUCNCRF,およびCRF-Rの動態について検討した.

【対象・方法】RA患者32例の関節滑膜組織と関節液を用いた.対照として変形性関節症7例,関節外傷例6例を用いた.滑膜組織ではUCNCRFおよびCRF-R 1, 2α, 2βの分布, 産生を検討し,関節液では定量化を行った.

【結果】滑膜組織では,滑膜表層細胞やリンパ球,マクロファージ,線維芽細胞など多彩な細胞でUCN陽性となり,RT-PCRでも全例に証明された.滑膜のUCN陽性細胞数と関節液中濃度はともにRAで高値であり,両者の間には有意な相関がみられ(R=0.7056),滑膜の炎症の程度と関節液中のUCN濃度にも正の相関(R=0.57)がみられた.また,CRFは分布,量的にもUCNと同様な傾向を示した.さらに,CRF-R については,RA滑膜組織では主に-R1が高率に発現しており,UCN の分布と類似していた.R2αの陽性例はRAの炎症の高度な症例のみで,R2βは全例陰性であった.

【考察】UCNCRFと分布が類似していたが,滑膜組織内で多彩な細胞によって産生され,さらにレセプターであるCRF-Rも陽性であることから,局所でオートクライン,パラクライン的に作用する可能性が示唆された.CRFUCNは全身に作用する場合は炎症に抑制的に働くが,実験的には局所への投与は炎症を増悪させるという報告もあり,今回の結果を合わせると関節炎などの炎症局所においてはproinflammatory な作用をしている可能性が示唆された.

 

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P14

Therapeutic effects of an antithrombin agent "argatroban"on the expression of intercellular adhesion molecule (ICAM)-1 positive vessels and Mac-1 positive cells in the experimental brain injury of rats. (抗トロンビン剤[アルガトロバン]のラットの損傷脳に与える影響-血管における接着分子(intercellular adhesion molecule(ICAM-1)の発現とMac-1陽性細胞の浸潤)

菅原淳*,***, 鈴木倫保**,澤井高志***,小川 彰**脳神経外科,**山口大学,***第一病理

【背景】トロンビンは止血作用を有する一方,脳損傷後の修復に際し,二次的損傷や神経再生阻害を引き起こす可能性があることが示唆されている.

【目的】選択的抗トロンビン作用を有するアルガトロバンをラット脳損傷モデルに投与することにより,トロンビンの炎症作用を?炎症性細胞の集簇,?血管内皮と炎症性細胞に発現する接着分子の面から解析した.

【方法】200-250gの雄SDラットの右前頭頭頂の大脳皮質に切創損傷を加え,脳損傷部位にゼラチンを留置し,生理食塩水(以後,生食群),濃度0.5μg/mlのアルガトロバン生理食塩水希釈液(以後,アルガトロバン群)20μl滴下した.脳損傷作成4244872120時間後に灌流固定を行い,凍結切片を作製してHE染色ならびに免疫染色を施行した.HE染色では多核白血球,免疫組織化学的には単球系細胞,接着分子のICAM-1を発現する陽性血管とそのリガンドであるMac-1陽性細胞,内皮細胞マーカーとしてCD34陽性の細胞を同定した.染色後の評価は創縁周囲に関心領域を20箇所設定し,1)多核白血球,2)単球系貪食細胞,3Mac-1陽性細胞,4ICAM-1 陽性血管,5CD34陽性血管の数の時間経過を生食群とアルガトロバン群で比較検討した.

【結果】アルガトロバン群は対照群に対して,創縁周囲における多核白血球,単球系細胞,Mac-1陽性細胞の集簇とICAM-1 陽性血管の発現を有意に抑制した.創縁周囲のCD34陽性血管には投与群,非投与群で差は見られず,この結果,投与群では,ICAM-1(+)/CD34(+)は術後244872時間で有意の減少を認めた.

【総括】抗トロンビン作用を有するアルガトロバンは脳損傷部位近傍において,血管の増生には影響を与えないが,ICAM-1の発現や炎症性細胞浸潤を抑えることにより急性炎症に引き続いて起こる二次的脳損傷を抑制することが示唆された.

 

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P15

RNA Oxidation in Alzheimer's disease. (アルツハイマー病におけるRNAの酸化 )

佐藤千久美,阿部隆志,村田隆彦,磯部千明,東儀英夫:神経内科

【研究目的】アルツハイマー病(AD)と酸化的ストレスの関連性は,既に多くの報告によって支持されている.最近, AD患者脳組織の神経細胞内でRNAの酸化的修飾産物である8-hydroxyguanosine8-OHG)が認められることが報告されている.8-OHGは,細胞内での蓄積性がなく,他の酸化物質と比べ,より動的な酸化ストレスマーカーであると考えられている.本研究では,ADの病態にRNAの酸化障害が関与するか否かを検討する目的で,髄液中8-OHG濃度を測定した.

【対象および方法】未治療AD患者18例(年齢  66.9±5.3歳,罹病期間  3.1±2.1年,Mini-Mental-State ExaminationMMSEscore 16.6±3.5点)およびage-matchさせた神経疾患を有さない正常対照群15例(年齢  62.3±9.4歳)を対象とし,髄液中の8-OHG濃度を高速液体クロマトグラフィー・クーロケム電気化学検出器を用いて測定した.

【結果】

1.髄液中8-OHG濃度(nM)は,正常対照群(97±32)に比し,AD群(500±213)で有意に増加していた(P=0.0001).

2ADの罹病期間と8-OHG濃度(nM)の間に有意な負の相関を認めた (rs=-0.48P<0.05)

3ADの痴呆スケール(MMSE score)と8-OHG濃度(nM )の間に有意な正の相関を認めた rs=0.67P< 0.01)

【結論】AD患者では髄液中8-OHG濃度が,正常対照群に比し約5倍著明に増加していたことより,AD患者の脳組織でRNA酸化が異常に亢進している可能性が示唆された.また,髄液中8-OHG濃度と罹病期間との間に負の相関を認め,かつ髄液中8-OHG濃度とMMSE scoreとの間に正の相関を認めたことから,RNAの酸化が,AD発症の早期段階で生じていることが示唆された.

 

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P16

Over-expression ofα7 nicotinic acetylcholine receptor induces sustained ERK-phosphorylation and N-cadherin expression in PC12 cells. (ニコチン性アセチルコリン受容体α7導入後, PC12細胞に生じる持続的ERKリン酸化とN-cadherinの発現)

槍沢公明,長根百合子,東儀英夫:神経内科

【背景と目的】我々は, 昨年の本シンポジウムで, ニコチン性アセチルコリン受容体α7(α7nAChR)過剰発現PC12細胞がリガンド非存在下でも低酸素耐性を示し, これがα7nAChR導入後に生じる分化様形質変化(高い突起伸長性・付着性)と関連する分子変化によるものである可能性を報告した. 今回, α7nAChR導入のみで分化へのシグナルが生じるか否か, 分化関連性接着分子の発現変化が生じるか否かを検討した.

【方法】α7nAChRcDNAFLAG tagging-pCMVベクターを用いリポフェクション法でPC12細胞に導入(α7pCMV細胞), 経時的(, 24, 48, 72h)に回収し, ベクター導入のみ(pCMV細胞)とニコチン添加のみ(PC12N細胞)による変化と比較した. ERK(classical MAPK)と他のMAPK (JNK, p38)についてWestern blottingを行い検討した. N-cadherinの発現変化はflow cytometryで検討した.

【結果】 α7pCMV細胞ではFLAG(α7サブユニット蛋白)が遺伝子導入24h後から検出された. またリン酸化ERKの強い発現が早期から持続的(導入24—72h)に認められ, 分化様形質変化を72h後に生じた. PC12N細胞ではニコチン添加の48h後にリン酸化ERKの一過性発現亢進が生じたが, 分化様形質変化は生じなかった. pCMV細胞ではERKのリン酸化は観察されなかった. JNK, p38のリン酸化はいずれの細胞にも生じなかった. N-cadherinの発現はα7pCMV細胞で導入72h後に亢進したが, PC12N細胞, pCMV細胞では亢進しなかった. 

【考察】PC12細胞ではα7nAChR導入後, 速やかにERKリン酸化が生じ, 持続する. この持続的ERKリン酸化によりPC12細胞に分化様形質変化とN-cadherinの発現が生じるものと考えられる. ニコチン添加により一過性に生じるERKリン酸化の生物学的意義についてはさらに検討を要するが, これも細胞保護的に作用する可能性がある.

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P17

Effect of anandamide on the adhesion molecule expression and cytokine production in human granulocytes. (アナンダマイドのヒト顆粒球接着分子およびサイトカイン産生に対する効果)

稲田捷也*,遠藤重厚***細菌学,**救急医学

【目的】アナンダマイドや2-AGなどは大麻の成分カンナビノイド(マリファナ)と相似の物質(内因性マリファナ)で,中枢神経に作用する神経伝達物質である.これらは脳で産生される以外にそれぞれマクロファージや血小板からも産生される.アナンダマイドには血圧降下作用があり,敗血症時には血中アナンダマイド濃度が上昇する.一方,敗血症時には好中球は活性化され,サイトカイン産生が亢進する.そこでアナンダマイドや2-AGによる好中球活性化を接着分子発現やサイトカイン産生で検討した.

【方法】ヒト全血培養系にアナンダマイドや2-AG 15-0.15μM),さらに対照としてLPS(0.1μg/ml)を加えて,4時間培養し,接着分子CD18CD11bの発現や,細胞内サイトカイン産生,NF-κBの活性化をFACSで検討した.また,顆粒球,単球,リンパ球はCD33染色性で区分した.

【結果】アナンダマイドは顆粒球,単球でCD18発現を促進し,LPSによるCD18発現をさらに高めた.しかしLPSと異なりCD11bの発現は認められなかった.アナンダマイドはリンパ球画分でもCD18発現を促進した.顆粒球,単球ではアナンダマイドはLPSとは異なり,顆粒球CD33発現を促進しなかった.細胞内TNF-α産生は単球と同様に顆粒球でも認められた.また,アナンダマイドは単球,顆粒球でNF-κBを活性化した.2-AGにはこれらの活性は認められなかった.

【考察】アナンダマイドは好中球の接着分子を発現し,サイトカインを産生することから,好中球の活性化に寄与し,多臓器不全などの敗血症の病態形成に関与していることが示唆された.神経内分泌系は免疫系に陰陽に作用するが,アナンダマイドもそれに一役を担っていることが考えられる.

 

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P18

A study on expression of mouse cathelin-related antimicrobial peptide (mCRAMP) in brain. (マウス脳におけるmouse cathelin-related antimicrobial peptide (mCRAMP) の発現に関する研究)

小幡史子,堤玲子,高橋清実,稲田捷也,佐藤成大:細菌学

【背景】腸管出血性大腸菌は,下痢,血便などに加え溶血性尿毒症症候群や脳症といった病態を引き起こす.病態には,これら大腸菌が生産する毒素(Stx)が深く関わるものの,脳症との関連はまだ明確ではない.

【目的】我々が研究してきた抗菌ペプチドCAP18に,新たにケモカイン様活性が発見されたのを契機に,この活性に着目した.マウスへのStx2投与により引き起こされる脳症においてCAP18の相同体であるmCRAMPがどのような動態を示すのかについて検討する

 

【方法】我々はマウスへStx2を腹腔内投与することにより後ろ足を引きずるふるえるしっぽの痙攣が起こるなどの神経症状を呈する脳症マウスモデルを開発したこのStx2投与マウスの脳において,マウスCAP18相同体であるmCRAMPが誘導されるか否かをmRNAレベルで検討した.各種サイトカイン,ケモカインのmRNAも併せてRT-PCRにより検討した.

【結果・展望】マウスに神経症状を呈する過程でMIP2(IL-8のマウス相同体)発現とTNFα発現が協調していることが示唆された.一方,Stx2投与後にmCRAMPmRNA量は増大するもののその発現時期をみるとMIP2mCRAMPは異なる誘導状態にあることがわかった.Stx2投与マウスの脳におけるmCRAMP mRNAの誘導が,どの細胞種で起こっているか同定するために,現在,mCRAMPcRNA probeを用いて,in situ hybridization にて検討中である.

 

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P19

The role of macrophages infiltrated in the spinal cord of AIDS-associated vacuolar myelopathy. AIDSでみられる空胞性脊髄症における浸潤マクロファージの役割)

高橋清実*,船田信顕**,佐藤成大**細菌学,**都立駒込病院

【目的】空胞性脊髄症(Vacuolar myelopathyVM)はAIDS剖検例の2055%でみられる比較的頻度の高い神経障害であり,脊髄内に特徴的な空胞がみられる.しかしその病態については未だに明らかではない.今回AIDS症例の脊髄組織切片におけるマクロファージ(以下M)の局在とVMの病巣との関連について検討した.

【材料および方法】AIDS症例35例から脊髄75切片,HIV感染のないコントロール5例から脊髄7切片を用いた.H&E染色およびLFB染色による診断およびVMの程度,免疫組織化学染色によるMの局在およびHIV感染細胞,in situ RT-PCR法によるTNF- mRNAの発現についてそれぞれ検討した.

【結果および考察】AIDS 35例のうち病理組織学的にVMがみられたのは15例で,grade I/mild changeは6例・grade II/moderate changeは4例・ grade III/severe changeは5例であった.35例中20例ではとくに病理所見はみられなかった.空胞化変性はおもに中〜下部胸髄の後索および側索にみられた.病巣部に一致して空胞の内外に多数のMが検出され,変性した軸索を貪食する像が一部のMで観察された.しかしHIV p24 抗原陽性のMが検出されたのは4例のみで,その数も少なかった.またVM陰性の20例中6例においても,好発部位である後索にVM症例と同様に多数のMがみられた.TNF- mRNAの発現は多くのMにおいてみられ,その他の神経細胞やオリゴデンドログリアではみられなかった.以上よりMVMの病巣形成後に単なるscavengerとして浸潤するのではなく,病巣形成前に浸潤しTNF- などの炎症性サイトカインの産生により発症にも関与していると思われる.

 

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P20

Neuropathological study of rabbit central nervous system damaged by verotoxin-2. (ベロ毒素のもつウサギ中枢神経系障害作用の病理組織学的検討)

高橋清実*,浅岡伸太*,小幡史子*,堤 玲子*,稲田捷也*,船田信顕**,佐藤成大**細菌学,**都立駒込病院

【目的】腸管出血性大腸菌感染症に合併する中枢神経系(CNS)障害においては,未だその病理組織像も明かでなく,CNSにおけるベロ毒素(VT)の標的細胞やVTのリセプターGb3の発現についても殆ど検討されていない.今回我々はVT2型によるウサギCNS障害モデルを作製し,発症機序や病態を解明するために病理組織学的検討を行った.

【材料および方法】1. 大腸菌MC1060/pITY1 (VT2プラスミド) により産生したVT2型を,反応液体クロマトグラフィーLaChrom (HITACHI) を用いて精製  2. 1.VT2の毒素活性をvero細胞で測定し,50%致死量を日本白色種ウサギ (オス) で検討 3. VTおよびGb3の局在を免疫組織学的に検討 4. VT22.5 mg/kgをウサギ (2.22.5 kg,オス) の左耳静脈から投与後,症状および病理組織所見を経時的に検討

【結果および考察】1. 精製VT2LPS濃度は1.642 ng/mlであった.保存剤を加えず少量ずつ-70で凍結保存し,必要量使用後は再凍結せず破棄した.2. VT2型のvero細胞における1CD500.01 pg,ウサギでのLD500.75 mg/kgであった.消化器症状 (摂食障害,体重減少,軟便〜粘血下痢) 0.2 mg/kg以上投与した全例で12日めから見られたが,症状の程度は投与量に比例して強く出現した.神経症状は1.0 mg/kgの投与では35日めから50%のウサギに,2.0 mg/kg以上の投与で麻痺や運動失調などが全例に13日めから出現した.3. Gb3は血管内皮に一致して検出されたが,実質細胞にはみられなかった.脊髄のほうが脳よりその発現が強い傾向にあった.4. 病理組織学的には,麻痺のみられた例では脊髄 (おもに灰白質) に細小血管の血栓形成とそれによる虚血性病変 (梗塞巣)および神経細胞の変性傷害と微小出血が認められた.また嗅球から延髄では同様の血栓形成と多数の微小出血巣が散在性にみられた.麻痺がなく運動失調のみ出現した例では,同様の血栓形成と微小出血巣がCNS全体に散在性に認められたが,明かな梗塞巣はみられなかった.血管内皮の変化・反応性ミクログリアの増加・血栓形成は,それぞれVT投与後12 時間後・6時間後・24時間後から認められた.以上より,CSNにおける血管内皮細胞にはGb3が発現しており,VT2が結合し内皮細胞障害を起すため多発性の微小血栓の形成および血管壁の破綻が発生し,その結果微小循環障害からCNS障害へと進展すると考えられた.

 

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P21

Swine haemoagglutinating encephalomyelitis virus (HEV) infects neuronal elements but not glial elements. (ブタ血球凝集性脳脊髄炎ウイルス(HEV)は神経細胞に感染するがグリア細胞には感染しない)

遠山稿二郎*,**,中村道子***,平野紀夫*** *第二解剖,**電顕室,***岩手大学

私達は,「ひね豚」の原因と考えられるコロナウイルス,ブタ血球凝集性脳脊髄炎ウイルス(HEV),が強い神経組織親和性を示すことを見出し,新たな神経回路網を解析するツールとして検討してきた.HEVがグリア細胞にも感染すると考えると,シナプスからグリア細胞を経由して,本来は伝導路を形成していない神経にも伝播していく可能性がでてくることになり,神経回路網解析のツールとしては望ましくない.そこで,HEVが,(1)末梢から中枢神経に伝播する際,末梢神経のグリア成分であるシュワン細胞を経由するか否か,(2)中枢神経系において,グリア細胞にも感染するか,あるいは神経細胞にのみ感染するか,について調べた.ラット坐骨神経を切断し直ちに切断端を縫合し,これより末梢側からHEVを接種しその広がりを検索した.接種部位に再生軸索が到達しない術後短期間で接種した動物からは,中枢神経内にHEVはウイルス学的,免疫組織学的に確認されなかった.これに対し,再生軸索が接種部位に到達する時期の接種動物の中枢神経からは,ウイルスが分離され組織化学的にも抗原陽性細胞が多数観察された.これらのHEV抗原陽性細胞はグリア細胞のマーカーであるGFAP(アストログリア),TB4(ミクログリア)陽性細胞とは重複することがなかった.また,HEV陽性細胞は形態的に明かに神経細胞であった.これらの事実から,(1)HEVは末梢では専ら神経要素(軸索)を介して中枢神経へ伝播する,(2)HEVは中枢神経の神経細胞に感染するが,アストロサイト,ミクログリアなどのグリア細胞には感染しない,と考えられた.これらの特性は神経回路網解析のツールとして適している.

 

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P22

Tenascin-R and chondroitinsulphate proteoglycan may inhibite the Axonal regeneration of dorsal root gangllion cells at the dorsal root entry zone of spinal cord. (テネイシンRNG2が脊髄後根神経軸索の脊髄内再生を抑制するらしい

遠山稿二郎***Zhang Y***, Anderson PN***, Lieberman AR****第二解剖,**電顕室,***University College London

末梢神経軸索は再生する.しかし,脊髄後根の中枢枝は,末梢・中枢神経境界部を越えて中枢神経内に伸びることができない.これは,脊髄後根の軸索変性に伴って,境界部のアストログリアが増殖し(これをグリオーシスと一般に呼ぶ)末梢側からの軸索の中枢神経内への侵入を妨げるためと考えられて来た.しかし,アストロサイトの増殖そのものが直接この現象(軸索再生阻止)を説明する主因と考えることに対していくつかの疑問が出され,むしろ,いくつかの阻害分子が存在する可能性が考えられはじめている.私達は,この軸索再生を妨げる可能性のあるといわれている分子である,テネイシンC,テネイシンR,コンドロイチン硫酸,プロテオグリカン(NG2)について後根・中枢境界部(DREZ)での局在を後根切断ラットを用いて形態学的に調べた.その結果,(1)グリオーシスの本体であるアストログリアが必ずしも軸索再生を阻害しないこと(2)深部アストロサイトが持つテネイシンRが軸索再生を抑制する可能性があること(3)後根切断後,DREZNG2陽性細胞が多数観察され,軸索再生の抑制要因である可能性があること,などが明かになった.

 

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P23

Construction and evaluation of [11C]choline synthesis apparatus using on-column methylation. (カラム法を用いた[11C]choline 自動合成装置の作成と評価)

寺崎一典*,世良耕一郎*,小川 彰*,根本優子**,小豆島正典****サイクロトロンセンター,**口腔微生物学,***歯科放射線科

【背景と目的】 これまで癌診断のためのPET用トレーサとして[18F]FDG [11C]メチオニンが用いられてきた.特に,FDGはクリニカルPETの発展にとって重要な役割を担っている.近年,[11C]コリンがよりコントラストのよい画像を提供し,脳腫瘍や骨盤部腫瘍など,FDGでは検出が困難な腫瘍に対しても有効であることが報告され,徐々にその臨床応用が始まってきた.

従来,[11C]コリンの合成はガラス製反応容器を用いて液相中で行われ,加熱,冷却および濃縮の機能が必要とされてきた.今回,より簡便で実用性の高い合成法および装置の開発を目的とし,オンカラム合成法に基づいた[11C]コリン自動合成装置を製作した.また,自動化に適する反応緒条件と前駆物質を低減させる方法を検討した.

【方法】 新規に[11C]コリン合成装置を設計・製作し,既存の[11C]ヨウ化メチル合成装置を加え,製造システムを構築した.合成法は,陽イオン交換Sep-Pakカートリッジ(Waters)に前駆体の2-ジメチルアミノエタノールを予め注入しておき, [11C]ヨウ化メチルを導入,標識反応させ,エタノールおよび水で洗浄した後,生理食塩水で溶出して[11C]コリン注射剤とした.また,収量・収率および前駆体混入量を検討し,前駆体の使用量と洗浄条件等の最適条件を決定した.注射剤中の前駆体の定量はガスクロマトグラフ質量分析装置により行った.

【結果と考察】 電流値30µA10分間の陽子ビーム照射で製造した[11C]CO2から,16分の合成時間を経て,約140mCi (3.8GBq) [11C]コリン注射剤が得られた.合成収率は85%,放射化学的純度は,99%以上だった.従来の合成法に比し,収量,品質ともに遜色はなく,時間の短縮に寄与できた.また,合成反応の場としてディスポーザブル器材が使用できる利点とともに,合成装置の構成が大幅に簡素化された.前駆体混入量は使用量の1/1000以下であり,毒性評価の点からも全く問題なかった.以上より,本合成法はPET臨床利用にとって有益と考えられる.

 

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P24

 

Diffusion tensor analysis in Alzheimer's disease. (アルツハイマー病における異方性拡散)

高橋 智,米澤久司,高橋純子,工藤雅子,東儀英夫(神経内科),井上 敬(脳神経外科)

【背景】初期DATで,後部帯状回および楔前部の脳血流低下が報告され,海馬や嗅内皮質など,他領域からの投射の障害を反映する可能性が示されている.超高磁場(3TMRIを用いた拡散強調画像により,DAT脳の異方性拡散を計測し,帯状束を含めた神経線維の障害を検討した.

【対象と方法】対象は,NINCDS-ADRDAの診断基準によるprobable DAT 10例(平均MMSE 19.0±3.2点)および正常対照10例である.MRIは,SIGNA3.0TVH/IGE社製,岩手医科大学付属ハイテクリサーチセンター)を用い,SPGRによるT1強調画像(TR/TE:12/3)T2強調画像(SETR/TE:2800/100)および拡散強調画像(EPITR/TE:3000/84b:2000sec/mm2)を撮像した.Fractional anisotropy (FA)およびtrace mapを作成し,前頭,側頭,後頭,頭頂部白質,内包後脚,前・後部帯状束および前・後部脳梁幹に円形のROIを設定し,各部位trace値とFA値を計測した.

【結果】拡散の異方性を考慮しない拡散の指標であるtrace値の比較では,DAT群では,頭頂部白質,後部帯状束および前・後部脳梁幹で正常対照群に比して有意なtrace値の上昇を認め,異方性を考慮しない拡散の上昇が示唆された.異方性拡散の指標であるFAの検討では,健常者では,冠状断FA mapで,脳梁幹の上部に帯状束が明瞭に描出された.AD患者では健常者に比して脳梁幹,帯状束ともに描出が不明瞭な例が多く,前・後部帯状束および後部脳梁幹のFA値は,健常者に比して有意に低下していた.その他,DAT群では側頭部白質のFA値も対照群に比して有意な低下を認めた.

【結論】 DAT早期にみられる後部帯状回の代謝の低下が,帯状束を通る投射の障害による可能性が示唆された.

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P25

Cell biological aspect of white matter disease. (細胞生物学的視点から見た大脳白質病変)

鈴木 満,川村 諭,間藤光一,太田 聡:精神科

MRIを主とする臨床画像機器の普及に伴い,痴呆性疾患のみならず高齢者の精神障害に大脳白質病変を認める機会が増えている.大脳白質に優勢な病変を認め,多彩な精神症状を呈す疾患はwhite matter disease (Englund 1988)と呼ばれ,部位特異的な発症機序が想定されるが,その病態理解の基盤となる大脳白質の細胞構築は十分に明らかにされていない.

本研究では従来の研究を発展させ,大脳白質における軸索およびグリア細胞の周生期からの発達過程を調べ,血管周囲細胞構築像の部位間比較を行った.対象はラット大脳白質(海馬采)および大脳灰白質(側頭葉皮質)であり,免疫組織化学的染色法,透過型および走査型電子顕微鏡等の形態学的方法を用いた.

周生期の大脳白質内には未分化なグリア細胞が散在し,この中を伸長する無髄神経軸索が,生後10日前後よりグリア細胞の多焦点的細胞列形成とともに髄鞘化する像が観察された.成体の大脳白質では,軸索走向にほぼ一致するグリア細胞列と血管周囲グリア細胞列とを認めた.これらの細胞列はoligodendrocyteastrocytemicroglia3種類のグリア細胞から構成され,それぞれの細胞に特徴的な突起形態を認めた.また,大脳白質では毛細血管外壁の基底膜がシリンジ様astrocyte 突起に包まれる像がしばしば観察され,血管周囲のastrocyte突起面積は大脳灰白質のそれと比べて有意に大きかった.

大脳白質病変は,その構成要素である神経軸索,グリア細胞,血管それぞれの病変の総和であり,その発症機構と大脳白質の細胞構造との関連が示唆された.また,軸索髄鞘化を含む大脳白質内細胞構築過程に関する知見は,その修復過程の理解にも重要であると考えられた.

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P26

Internal structures of cerebral gray matter at 3 Tesla: MR imaging using fast short inversion-time inversion-recovery technique.3 Tesla装置によるFSTIR法を用いた脳灰白質内構造の描出)

佐々木真理:放射線科

【目的】近年のMRIの性能向上はめざましいが,神経学の対象となる脳内小構造の描出能は未だ十分ではない.今回,3 Tesla超高磁場MR装置の高いSN比と独自のFSTIR (fast short inversion-time inversion recovery)画像の高いコントラスト分解能を利用し,従来描出困難と考えられていた大脳皮質や深部灰白質の内部微細構造の可視化を試みた.

【方法】対象は健常者ボランティア20(19-70歳,男性8名,女性12)で,3 Tesla超伝導型装置(Signa VH/i, GE)を用いて,多断面の高解像度FSTIR画像, 6000/100-120/13-26 (TR/TI/TEeff), 10ETL, 512x384, 3-4mm, FOV 20mm,を撮像した.得られた画像を髄鞘染色組織標本や脳アトラスと比較した.

【結果】海馬体ではアンモン角歯状回境界の分子層や海馬台皮質内層構造が明瞭に描出できた.間脳では髄鞘密度の差より視床亜核(前核,背内側核,背外側核,後内側腹側核,内側/外側膝状体核)や視床内白質構造(内髄板,視床髄条,聴放線,内側毛帯)を容易に同定でき,周辺の視床上部,腹側視床の諸構造(手綱核,Forel野,不確帯)も描出できた.基底核では視床下核を腹側視床直下の低信号構造として同定でき,腹側線条体,腹側淡蒼球も描出できた.黒質の輪郭や内部の線維構造も確認できた.また,一次視覚野内には線状の白質信号域を認め,Gennari線条と考えられた.

【結語】3 Tesla装置とFSTIR画像を組み合わせることによって脳組織標本に迫る高解像度高コントラスト画像を得ることができた.本画像では今まで可視化不可能と思われていた種々の灰白質内小構造を同定できた.本法によって種々の神経病変のより詳細な解析が可能になることが期待される.

 

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P27

The evaluation of metabolite concentration in the brain measured on 3 Tesla MR unit. 3 Tesla MRI装置による脳内代謝産物濃度の評価)

及川浩:放射線科

目的 脳内代謝産物の水に対する濃度を測定し,加齢による変化を調べる.

対象・方法 対象は健常ボランティア24例で,男性と女性は同数で年齢をマッチさせた.左基底核に1辺10mm前後のvoxelを設定してspectrumを取得した.使用した装置はGE社製Signa 3.0Tであり,測定条件はTR/TE/NEX=2000/30/128である.得られたFID信号をオフラインのワークステーションに送り,基線補正,line broadening1D-FFTの処理を行った.得られたスペクトルから,参照用として付属している水のピーク,スペクトル本体に含まれるコリン化合物,クレアチン化合物,N-アセチルアスパラギン酸(NAA)のピークについて,面積をLorentzian波形でカーブフィッティングを用いて計算し,水に対する代謝産物の比率を求めた.

結果 全例で水の半値幅で14Hz以下の良好なスペクトルを得ることができた.年齢と比率の関係では,全例の平均+/-標準偏差がコリン・水比が0.0186+/-0.0050%,クレアチン・水比が0.0304+/-0.0082%NAA・水比が0.0404+/-0.0126であった.年齢との関係でみると,40台後半より高齢のボランティアで23やや比率が高い例がみられたが,全体としてみると年齢の変化に関わらず,比率が一定である傾向が得られた.男女別でみると,クレアチン・水比,NAA・水比が女性でやや高い傾向を示したが,統計的有意差は認められなかった.コリン・水比では男女に違いはみられなかった.

考察・結語 今回の結果からは,対象数は少ないものの加齢に関わらず代謝産物・水比がほぼ一定に保たれている可能性が示唆された.今後,測定対象を増やすとともに,T1値の補正を行うことにより緩和の影響の少ない比率を求めて精密な検討を行う予定である.

 

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P28

Clinical impacts of 3.0 Tesla MR imaging in Neurosurgery. 脳神経外科術前診断における3.0 Tesla MRIの有用性

井上敬,小笠原邦昭,小川彰:脳神経外科

【はじめに】3.0 テスラ MRI は現在国内で数台が稼働している.functional MRI 等での有用性が報告されているが,臨床機として認可されていないためか,正常ボランティア例での報告が多い.今回当施設で脳神経外科術前評価としての 3.0 テスラ MRI の有用性を検討したので報告する.

【方法・対象】MRI GE SIGNA 3.0 T VH/i を用いた.対象は 2000 9 月から 2002 1月までに撮像した脳血管性障害105例,脳腫瘍例143例,合計248例とした.撮像法は高解像度解剖画像,functional MRI, 拡散テンソル画像,three dimensional anisotropy contrast (3DAC)画像,脳灌流画像,MRS , MRAを用いた.

【結果】functional MRI では運動野・言語野の同定が可能であった.高解像度解剖画像では下位脳神経や基底核内部構造が描出可能であった.拡散テンソル画像では慢性脳虚血による白質神経線維障害,脳腫瘍術前悪性評価が可能であった.3DAC画像では小脳を含む神経線維走行が描出可能であった.脳灌流画像ではCBF, CBVが評価可能であった.MRS 1.5 テスラ装置に比べ短時間で良質なスペクトルを収集可能であった.MRAでは中大脳動脈からの穿通枝の走行を描出可能であった.

【結語】3.0 テスラ MRI では,高い精度で大脳機能マッピング,微細正常構造と病変との立体的構築の把握,脳血流情報の取得が可能であり,eloquent areaの同定,より侵襲の小さい手術アプローチの選択,術後発生しうる合併症予測,機能予後予測が可能で,術前評価として有用と考えられた.

 

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P29

Quantification of Susceptibility Artifacts in 0.5, 1.5 and 3.0 Tesla MR Imaging Produced from Various Biomaterials for Neurosurgical Implants(脳神経外科生体材料に由来するMRIアーチファクトの0.5, 1.5, 3.0 Tesla置における定量的評価)

松浦秀樹,井上敬,小笠原邦昭,紺野広,小川彰脳神経外科

【目的】近年のMRIの高磁場化,open MRIの普及に伴い,生体材料がMRI画像へ与える影響が問題となっている.現在臨床で使用されているチタン,チタン合金,コバルト合金,セラミクス等の各種素材のMRI撮影時のアーチファクトを定量評価した.

【方法】対象材料は,alumina(ceramics), pure titanium, titanium alloy, Co-based alloy, stainless steelの計5種類.形状はφ×20mmに統一した.撮像には0.5T, 1.5T, 3.0Tの異なる磁場強度を有する3種類のMRI装置を使用した.撮影方法はspin echo T2WI2D-SPGR T2*WIの2種類の撮影シーケンスを選択し,axial撮影を行った.それらの画像上のアーチファクトを定量評価し比較検討した.

【結果】対象材料のアーチファクトは磁場強度に依存して強くなる傾向にあった.spin echo T2WIより2D-SPGR T2*WIの方がアーチファクトは強くなった.金属系材料と比較して,セラミクスは磁場強度,撮影シーケンスにかかわらずアーチファクトが小さかった.

【結論】アーチファクトが磁場強度に依存して大きくなること,及びspin echo法よりgradient echo法でアーチファクトが大きくなること等の既存の知見が各種生体材料に当てはまることが確認できた.今後のMRIの高磁場化に伴い生体材料によるアーチファクトの増加が予想されるが,セラミクス材料は現在使用されている各種金属と比べアーチファクトの面からは,MRI適合性が高い素材といえる.

 

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MEMO