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脳が酸素を感知する仕組みを解明する!

RESEARCHER
アストロサイトのTRPA1が低酸素時に応答し発現している様子をとらえた画像。

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細胞の低酸素時の応答を観察する様子。

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マウスを入れて全身の換気量(呼吸)を測定する全身プレスチモグラフィー。

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マウスから細胞を採取する様子。

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どんなタネ?

脳は酸素感受性が高い臓器です。しかし、脳が酸素をどうやって感知しているかはわかっておらず、その機構の解明を目指して研究しています。延髄の呼吸中枢において、グリア細胞の一種であるアストロサイトにある膜タンパク質のTRPA1というイオンチャネルが、低い酸素の状態に応答することがわかってきました。マウスの実験などにより、このチャネルを通じて低酸素の状態が呼吸の中枢に伝わり、呼吸の調節をする機構が見えてきたのです。

なぜ研究を始めた?

脳は他の臓器として比較して意識があります。どうして意識が生まれるのか、脳の仕組みを知りたいと興味があり、中でも神経細胞に着目しました。イオンチャネルは神経細胞の活動に重要な役割を果たします。さらに細胞の代謝状態に大きく影響する酸素は、脳の細胞の活動を規定するものといえます。その酸素がどのように中枢で機能するのかを解明したいと考えました。

なにを変える?

様々な疾患の原因解明に貢献できるかもしれません。睡眠時無呼吸症候群では、酸素センシングの機構がうまく機能してしない可能性があります。また脳に血流がいかず酸素が足りなくなった時、どの部位の神経細胞に障害が残りやすいかがわかっていますが、その理由はわかっていません。精神疾患でも、酸素の状態といった神経細胞が晒されている環境の影響について理解を進めることは重要でしょう。さらに脳だけではなく、各臓器でも共通の酸素濃度をセンシングする機構がある可能性があり、身体全体への研究の展開が考えられます。

なにが必要?

医学部の先生をはじめ、様々な先生方と協力して研究を進めています。精神疾患の治療から人工呼吸器による呼吸の支援まで、仕組を理解することが重要で、そのためには研究が必要だということを知っていただけたら嬉しいです。教科書に載っていることが全てではなく、単純なことでも疑ってみれば色々なことが見つかり、このような蓄積の結果、何十年後かには記述が書き換わる可能性があるのです。

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阪本 卓也
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