光遺伝学的手法を用いた咬筋運動ニューロン興奮性制御におけるＴＡＳＫの役割の解析

• 研究課題/領域番号: 24592797
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能系基礎歯科学
• 研究機関: 鹿児島大学 (2015); 大阪大学 (2012-2014)
• 研究代表者: 齋藤 充 鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 教授 (50347770)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2012年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 口腔生理学 / 咬合 / 閉口筋 / 運動単位 / 序列動員 / 張力調節 / TASKチャネル / 三叉神経 / α運動ニューロン / γ運動ニューロン / 等尺性筋収縮 / 運動ニューロン / 漏洩コンダクタンス / 筋紡錘 / サイズの原理 / 等尺性収縮 / 光遺伝学

研究成果の概要

三叉神経閉口筋運動ニューロンでは、四肢・体幹筋同様サイズの原理に基づいた序列動員が行われるが、不均一なTASK1/1及びTASK3/3チャネル分布により、細胞体径の分布幅に見合う範囲を上回って入力抵抗値は広範な分布を示した。この特徴が、伸張反射回路を介する筋紡錘感覚入力により精緻な張力調節を実現する最も基礎的な機構となっていることが考えられた。また、一酸化窒素作動性入力の活性化により、同ニューロンの動員様式が変調を受ける可能性が示された。これらの所見から、閉口筋の運動制御に関わる脳幹の神経回路は、四肢・体幹筋の制御に関わる脊髄レベルの神経回路とは根本的に異なる特徴を有することが明らかとなった。

研究成果

• [国際共同研究] ソウル大学校/慶北大学校(韓国)
• [国際共同研究] フライブルク大学(ドイツ)
• [国際共同研究] コチ大学(トルコ)
• [雑誌論文] Generation of resonance-dependent oscillation by mGluR-I activation switches single spiking to bursting in mesencephalic trigeminal sensory neurons (2015)
  • 著者名/発表者名: Chung, G., Saito, M., Kawasaki, Y., Kawano, T., Yin, D., Lee, S., Kogo, M., Takada, M., Bae, Y., Oh, S.B & Kang, Y.
  • 雑誌名: European Journal of Neuroscience 巻: 41 号: 8 ページ: 998-1012
  • DOI: 10.1111/ejn.12858
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Enhanced lateral inhibition in the barrel cortex by deletion of phospholipase C-related catalytically inactive protein-1/2 in mice (2015)
  • 著者名/発表者名: Toyoda H, Saito M, Sato H, Kawano T, Kawakami S, Yatani H, Kanematsu T, Hirata M, Kang Y
  • 雑誌名: Pflugers Archiv : European Journal of Physiology 巻: 467 号: 7 ページ: 1445-1456
  • DOI: 10.1007/s00424-014-1592-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced desensitization followed by unusual resensitization in GABAA receptors in phospholipase C-related catalytically inactive protein-1/2 double-knockout mice (2014)
  • 著者名/発表者名: Toyoda H, Saito M, Sato H, Tanaka T, Ogawa T, Yatani H, Kawano T, Kanematsu T, Hirata M, Kang Y
  • 雑誌名: Pflugers Archiv - European Journal of Physiology 巻: (Epub ahead of print) 号: 2 ページ: 267-284
  • DOI: 10.1007/s00424-014-1511-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Teeth clenching reduces arm abduction force (2014)
  • 著者名/発表者名: Sato H, Kawano T, Saito M, Toyoda H, Maeda Y, Tiirker KS, Kang Y
  • 雑誌名: Experimental Brain Research 巻: (Epub ahead of print) 号: 7 ページ: 2281-2291
  • DOI: 10.1007/s00221-014-3919-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Enhanced desensitization followed by unusual resensitization in GABAA receptors in phospholipase C-related catalytically inactive protein-1/2 double-knockout mice (2014)
  • 著者名/発表者名: Toyoda, H., Saito, M., Sato, H., Tanaka, T., Ogawa, T., Yatani, H., Kawano, T., Kanematsu, T., Hirata, M. & Kang, Y.
  • 雑誌名: Pflugers Archiv - European Journal of Physiology 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] A mathematical model of negative covariability of inter-columnar excitatory synaptic actions caused by presynaptic inhibition (2013)
  • 著者名/発表者名: Saito M, Tanaka T, Sato H, Toyoda H, Aoyagi T, Kang Y
  • 雑誌名: The European Journal of euroscience 巻: 38 号: 7 ページ: 2999-3007
  • DOI: 10.1111/ejn.12299
  • 査読あり
• [雑誌論文] GABAB receptor-mediated presynaptic inhibition reverses inter-columnar covariability of synaptic actions by intracortical axons in the rat barrel cortex (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato H, Toyoda H, Saito M, Kobayashi M, Althof D, Kulik A, Kang Y
  • 雑誌名: The European Journal of Neuroscience 巻: 37 号: 2 ページ: 190-202
  • DOI: 10.1111/ejn.12041
  • 査読あり
• [雑誌論文] Capsaicin induces theta-band synchronization between gustatory and autonomic insular cortices (2012)
  • 著者名/発表者名: Saito M, Toyoda H, Kawakami S, Sato H, Bae YC, Kang Y.
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 巻: 32 号: 39 ページ: 13470-13487
  • DOI: 10.1523/jneurosci.5906-11.2012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Illusion caused by vibration of muscle spindles reveals an involvement of muscle spindle inputs in regulating isometric contraction of masseter muscles (2012)
  • 著者名/発表者名: Tsukiboshi T, Sato H, Tanaka Y, Saito M, Toyoda H, Morimoto T, Tiirker KS, Maeda Y, Kang Y
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 巻: 108 号: 9 ページ: 2524-2533
  • DOI: 10.1152/jn.00997.2011
  • 査読あり
• [学会発表] 三叉神経中脳路核ニューロンにおいて観察されるh電流によるAMPA受容体電流の抑制には棘様微絨毛内のNa(+)マイクロドメインが関与している (2015)
  • 著者名/発表者名: 齋藤 充，佐藤 元，豊田 博紀，河野 奨，尹 東旭，姜 英男
  • 学会等名: 第57回歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ新潟コンベンションセンター(新潟県新潟市)
  • 年月日: 2015-09-11
• [学会発表] 青斑核ニューロンと三叉神経中脳路核ニューロン間のシナプス結合様式の解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 尹 東旭，齋藤 充，佐藤 元，河野 奨，豊田 博紀，姜 英男
  • 学会等名: 第57回歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ新潟コンベンションセンター(新潟県新潟市)
  • 年月日: 2015-09-11
• [学会発表] Enhancement of INaP-mediated resonance by mGluR-I activation induces burst firing in mesencephalic trigeminal sensory neurons (2014)
  • 著者名/発表者名: Kang Y, Chung G, Saito M, Takada M, Bae YC, Kim JS, Oh SB
  • 学会等名: The 44th Annual Meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: Washington, USA
  • 年月日: 2014-11-18
• [学会発表] Enhanced CICR and SOCE in layer 3 pyramidal cells in the barrel cortex of PRIP-DKO mice (2014)
  • 著者名/発表者名: Kawano T, Saito M, Toyoda H, Sato H, Kang Y
  • 学会等名: The 44th Annual Meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: Washington, USA
  • 年月日: 2014-11-17
• [学会発表] Oscillation and synchronization of neuronal activity in the insular cortex implicated in the feeding behavior (2014)
  • 著者名/発表者名: Kang Y, Sato H, Kawano T, Saito M, Toyoda H
  • 学会等名: The 12th International Symposium on Molecular and Neural Mechanisms of Taste and Olfactory Perception (YR Umami Forum 2014)
  • 発表場所: 九州大学病院キャンパス(福岡市東区)
  • 年月日: 2014-11-02
  • 招待講演
• [学会発表] cGMP依存性蛋白キナーゼの活性化によるTASK3コンダクタンスの抑制 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中千惠，齋藤 充，豊田博紀，佐藤 元，河野 奨，姜 英男
  • 学会等名: 第56回歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場(福岡市博多区)
  • 年月日: 2014-09-27
• [学会発表] 三叉神経運動核閉口筋領域内のγ運動ニューロンの電気生理学的および組織学的特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 西村佳世，磯貝由佳子，齋藤 充，豊田博紀，佐藤 元，河野 奨，山城 隆，姜 英男
  • 学会等名: 第56回歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場(福岡市博多区)
  • 年月日: 2014-09-27
• [学会発表] 三叉神経運動ニューロンの序列動員の基盤となるイオンチャネル機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 齋藤 充，佐藤 元，豊田博紀，山城 隆，姜 英男
  • 学会等名: 第56回歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場(福岡市博多区)
  • 年月日: 2014-09-25
• [学会発表] cGMP依存性蛋白キナーゼによるTASK電流の調節 (2014)
  • 著者名/発表者名: 齋藤 充，田中千惠，古谷和春，岡澤 慎，豊田博紀，佐藤 元，倉智嘉久，姜 英男
  • 学会等名: 第37回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜市西区)
  • 年月日: 2014-09-12
• [学会発表] TASKチャネルによる咬筋運動ニューロンの序列動員生成機序 (2014)
  • 著者名/発表者名: 豊田博紀，平尾圭子，榎村徳仁，齋藤 充，佐藤 元，姜 英男
  • 学会等名: 第37回日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜市西区)
  • 年月日: 2014-09-11
• [学会発表] Phospholipase C-related inactive protein regulates the phasic and tonic inhibition in the barrel cortex (2013)
  • 著者名/発表者名: Toyoda H, Saito M, Sato H, Kanematsu T, Hirata M and Kang Y
  • 学会等名: The 11th Japan-Korea Joint Symposium of Brain Sciences, and Cardiac and Smooth Muscles
  • 発表場所: Shizuoka
• [学会発表] Phospholipase C-related inactive proteins are involved in the regulation of phasic and tonic inhibition in the barrel cortex (2013)
  • 著者名/発表者名: Toyoda H, Saito M, Sato H, Kanematsu T, Hirata M and Kang Y
  • 学会等名: The 43rd Annual Meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: San Diego
• [学会発表] Rank-ordered recruitment of jaw-closing a-motoneurons depending on the activities of TASK1 and TASK3 channels in the rat (2013)
  • 著者名/発表者名: Saito M, Isogai-Morita Y, Emura N, Toyoda H and Kang Y
  • 学会等名: The 43rd Annual Meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: San Diego
• [学会発表] カプサイシンの島皮質での受容による内臓－内臓間自律神経反射の修飾の可能性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 齋藤 充，豊田博紀，佐藤 元，姜 英男
  • 学会等名: 日本味と匂学会第47回大会
  • 発表場所: 仙台
  • 招待講演
• [学会発表] カプサイシンによって惹起される島皮質味覚野－自律機能関連領野間のθリズム同期化現象 (2013)
  • 著者名/発表者名: 齋藤 充，豊田博紀，佐藤 元，姜 英男
  • 学会等名: 第55回歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] 閉口筋運動ニューロンに対する興奮性シナプス伝達のゲート機構に関与するTASK3電流の発現系における解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中千恵，齋藤 充，佐藤 元，豊田博紀，姜 英男
  • 学会等名: 第55回歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] 三叉神経運動核咬筋領域内のγ運動ニューロンの電気生理学的および形態学的特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西村佳世，磯貝由佳子，齋藤 充，佐藤 元，豊田博紀，山城 隆，姜 英男
  • 学会等名: 第55回歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] Phospholipase C-related inactive protein modulates desensitization and resensitization of GABAA receptor currents in the barrel cortex (2012)
  • 著者名/発表者名: Toyoda, H. et al.
  • 学会等名: Society for Neuroscience The 42nd Annual Meeting
  • 発表場所: New Orleans
• [学会発表] A physiological method to determine the vertical dimension of occlusion (2012)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, Y. et al.
  • 学会等名: Society for Neuroscience The 42nd Annual Meeting
  • 発表場所: New Orleans
• [学会発表] カプサイシンによって惹起される島皮質味覚野－自律機能関連領野間のθリズム同期化現象 (2012)
  • 著者名/発表者名: 齋藤充 他
  • 学会等名: 第35回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] PRIP遺伝子欠損によりバレル皮質錐体細胞におけるGABAA電流の脱感作および再感作が増強する (2012)
  • 著者名/発表者名: 豊田博紀 他
  • 学会等名: 第35回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
• [備考] 口腔生理学教室(姜研究室)ウェブページ
  • URL: http://web.dent.osaka-u.ac.jp/~phys/
• [備考] 口腔生理学教室（姜研究室）ウェブページ
  • URL: http://web.dent.osaka-u.ac.jp/~phys/
• [備考] 大阪大学 最新研究成果リリース
  • URL: http://www.osaka-u.ac.jp/ja/news/ResearchRelease/2012/10/20121017_1