Electrophysiological and pharmacological characterization of spreading depolarization in the adult zebrafish tectum

概要

学 位 論 文 全 文 要 約
Electrophysiological and pharmacological characterization of
spreading depolarization in the adult zebrafish tectum
(ゼブラフィッシュ成魚視蓋における拡延性脱分極の電気生理学的および
薬理学的特徴)
Journal of Neurophysiology, 2021, in press.
Haruhi Terai1, Mayeso Naomi Victoria Gwedela1, Koichi Kawakami2,
Hidenori Aizawa1
1Department

of Neurobiology, Graduate School of Biomedical and Health Sciences,

Hiroshima University, Hiroshima
2Laboratory

of Molecular and Developmental Biology, National Institute of Genetics and

Department of Genetics, SOKENDAI (The Graduate University for Advanced Studies),
1111 Yata, Mishima, Shizuoka 411-8540, Japan

拡延性脱分極（SD）は神経細胞やグリア細胞の脱分極の波である。これまでの研究からSDは片
頭痛や脳梗塞、脳外傷などの神経疾患における役割が示されている。このような臨床的重要性に
も関わらず、SDの分子機構は解明されていない。これは遺伝子改変や効率的な薬剤探索に適した
モデル動物によるSD実験系が確立されていない事が一因であると考えられる。この問題を解決
するために本研究では、これらの研究に適したモデル動物・ゼブラフィッシュを用いた新たなSD
実験系を確立した。
無動化したゼブラフィッシュにおいて電気生理学的記録を行ったところ、視蓋の細胞外カリ
ウムイオンの上昇に応答した哺乳動物大脳皮質で報告されているSD様の細胞外フィールド電位
の一時的減少が観察された。また、記録後の脳を組織学に調べたところ最初期遺伝子であるcfosタンパク質の発現が対照群と比較して有意に増加していた。さらに、SDによる分子的変化を
調べるためにN-メチル-D-アスパラギン酸（NMDA）型グルタミン酸受容体を薬理的に阻害したと
ころ、SDの伝搬速度が減少した。
これらの結果はゼブラフィッシュと哺乳類でSDが共通して存在すること及び、その背景にグ
ルタミン酸神経伝達が存在していることを示唆している。本研究で確立された実験系を用いて、
分子レベルでの病態研究やSDを指標とした治療薬探索により、上記神経疾患の研究の進展が期
待される。