2012年4月23日「脳神経内のアセチルコリンの可視化に成功」 サイエンスポータル編集ニュース 科学技術 全て伝えます サイエンスポータル / SciencePortal

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未だ試行錯誤が続けられている高次脳機能障害のメカニズムについて、その解明に期待のかかる研究成果が発表されました。

私が最初にアセチルコリンの名を目にしたのは2005年頃に行われたとある学会でした。その頃から脳内アセチルコリンの賦活(活性化させること)は高次脳機能障害の改善に役立つと言われており、今回の記事はあの熱弁を思い出させます。

交通事故で頻発する高次脳機能障害の治療においても、今回の研究成果が活かされることを期待します。

【 2012年4月23日 脳神経内のアセチルコリンの可視化に成功 】関西医科大学と科学技術振興機構は、パーキンソン病やアルツハイマー病などに大いに関係しているとみられる神経伝達物質「アセチルコリン」の脳神経での分布を可視化することに、同大医学部の矢尾育子講師ら世界で初めて成功したと発表した。

アセチルコリンの検出法としてはこれまで、受容体や分解酵素に対する抗体を用いた間接的な手法が一般的で、アセチルコリンそのものを直接検出できなかった。また、脳組織内の分布を調べる方法として、「質量分析イメージング法」というレーザー照射でイオン化させた物質の質量から組成を分析し、画像化する方法があるが、脳組織内に豊富にある脂質などの分析には適するが、アセチルコリンなどの微量分子の検出は難しかった。

矢尾講師らは、質量分析を2回以上連続して行う「多段階質量分析イメージング法」を応用して、ごく微量のアセチルコリンを脳組織の切片から直接検出し、脳組織のどこにどれだけ分布するかを、存在量に合わせて赤から青に色分けして可視化した。

今回はマウスの脊髄や脳の組織切片を使い、同方法の有効性を確かめた。今後は、レーザー照射の密度などを工夫することで検出感度をさらに高め、アセチルコリン以外の神経伝達物質などの検出にも応用できるという。研究成果は、科学技術振興機構(JST)の戦略的創造研究推進事業「さきがけ」によって得られた。

引用元: 2012年4月23日「脳神経内のアセチルコリンの可視化に成功」 サイエンスポータル編集ニュース 科学技術 全て伝えます サイエンスポータル / SciencePortal.

図1

図1 質量顕微鏡法の手順とイメージ

組織切片を作製し(①)、走査しながら組織表面にレーザーを照射し(②)、イオン化される物質を検出する(③)。照射前にマトリクスと呼ばれる化学物質をコーティングすることで、レーザー照射時に物質を壊さずにイオン化させることができる(④)。得られた各点のスペクトルから画像を再構成する(⑤)と、どの質量のものがどこに局在しているかが一目瞭然で分かる。

図2

図2 アセチルコリン (C16NO = 146)

アセチルコリンの構造。矢印はMS/MS測定で断片化される箇所を示す。

図3

図3 質量分析イメージングで検出されたマウス脊髄のアセチルコリンの分布

(左)MS/MS測定で得られたアセチルコリンの像。存在量に合わせて赤から青にかけて色分けした。

(右)形態の比較のために生態に多く含まれる脂質の像を重ね合わせた。脊髄前角(白い矢頭)の運動ニューロンにアセチルコリンが多く含まれていることが分かる。

図4

図4 質量分析イメージングで検出されたマウス脳のアセチルコリンの分布

(上)脳に豊富に含まれる脂質の像を比較のために示した。脂質が多く含まれる部分が白く浮かび上がっている。

(左下)MS/MS測定で得られたアセチルコリンの像。

(右下)脂質の像を重ね合わせた。アセチルコリン作動性神経細胞の終末に多く存在することが分かる。

引用元: 共同発表:質量分析でアセチルコリンの脳内分布の可視化に成功—神経疾患の仕組みを解き明かす一助に—.

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