腐卵臭を伴う有毒ガスとしてよく知られる硫化水素は、呼吸を制御する脳領域（呼吸中枢）においても産生されています。この脳内の硫化水素が、呼吸に関与する神経伝達を調節し、呼吸のリズムや深さを安定化していることを見いだしました。
私たちの体内では、温泉などから発生する臭いガスとして知られる硫化水素が産生されています。硫化水素は高濃度だと毒ですが、生体内で産生されている程度の低濃度だと、むしろ生命維持に欠かせないものです。本研究グループはこれまでに、正常な呼吸のためには脳内の硫化水素が必須であることを明らかにしています。しかし、その具体的な仕組みは解明されていませんでした。
呼吸のリズムや深さを決める呼吸中枢にはさまざまな役割を持つ神経細胞が集まっており、それぞれに、吸う動きや吐く動きなどの制御を担っています。本研究では、呼吸中枢で産生される硫化水素に着目し、この硫化水素の産生を抑えると、神経細胞同士のつながりに変化が生じ、呼吸のリズムや深さが乱れることを見いだしました。さらに、このような仕組みは、呼吸中枢の中でも領域ごとに違いがあることが分かりました。これらのことは、呼吸中枢で産生されている硫化水素が、呼吸のリズムや深さを決める神経回路を調節して、呼吸を安定化していることを示唆しています。
硫化水素がどのように呼吸を支えているかを理解することは、呼吸異常を伴う疾患の理解や治療への応用にも貢献すると期待されます。また本研究結果は、脳内で広く産生されている硫化水素によって、どのように生命が維持されているのかを理解することにもつながると考えられます。
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プレスリリース
研究代表者
筑波大学医学医療系
小金澤 禎史 准教授
岡﨑 実那子（人間総合科学学術院 博士後期課程）
掲載論文
【題名】 Hydrogen sulfide production in the medullary respiratory center modulates the neural circuit for respiratory pattern and rhythm generations
（延髄呼吸中枢における硫化水素の産生は呼吸パターン及びリズム形成の神経回路を調節する） 【掲載誌】 Scientific Reports 【DOI】 10.1038/s41598-023-47280-9