低酸素環境飼育マウスにおける脳賦活及びCO2負荷時の脳血管反応性の検討

【目的】これまでに、低酸素環境下で飼育したマウスの大脳皮質では脳賦活に対する脳血管反応性が低下することを報告した。本研究では、慢性的な低酸素環境が与える脳血管機能への影響について、脳賦活及びCO2負荷に対する脳血流変化量を比較検討した。【方法】イソフルラン麻酔下の雄性C57BL/6Jマウス（N = 12, 7-9週齢）の体性感覚領域に、円形ガラスプレートにより密閉したクラニアルウィンドウを作成した。マウスは術後１週間から酸素分圧8−9%環境下で１ヶ月間飼育した。低酸素曝露前をコントロールとし、同一個体において低酸素飼育2週間後、及び4週間後に１次体性感覚野のバレル領域を対象として、頬ヒゲ空気流刺激による脳賦活及び5%CO２負荷に対する脳血管反応をレーザードップラ血流計（LDF）によって計測した。LDF計測後、膜電位感受性色素（RH1691）により脳表を染色し、脳賦活時の神経活動を明高度蛍光顕微鏡によって記録した。【結果】脳賦活による脳血流増加率は、低酸素環境飼育2、4週後でコントロールと比べて低下した。一方、5%CO2負荷による脳血流増加率は、低酸素飼育2、4週後もコントロールと同様であった。このとき、低酸素環境飼育による神経活動への影響は認められなかった。【考察】本研究では、慢性的な低酸素環境による神経血管カップリングの消失が血管反応性の低下に起因するものではないことが示された。神経血管カップリングの消失を引き起こす可能性として、従来の仮説から脳賦活による血管への何らかの伝達物質の放出あるいは受容体による取り込みが低酸素によって修飾されたと考える。または、Hctの上昇や毛細血管容積およびベースライン脳血流の増加などの低酸素環境への適応によって脳賦活によるエネルギー需要と血流増加の関係が変化した可能性を示唆する。第２３回 日本脳循環代謝学