胎児期に完成する呼吸リズムにおけるGABAシナプスと細胞内Cl-濃度の発達変化
| Project/Area Number |
16K10096
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Embryonic/Neonatal medicine
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| Research Institution | Seinan Jo Gakuin University (2017)
University of the Ryukyus (2016) |
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Principal Investigator |
岡部 明仁 西南女学院大学, 保健福祉学部, 教授 (10313941)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清水 千草 琉球大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (70435072)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2017)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | GABA / VGAT / KCC2 / 舌下神経核 / 呼吸リズム / 周産期 / 胎児医学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
呼吸は胎児期に始まり、γ―アミノ酪酸（GABA）が重要な役割を果たしている。GABAをシナプス小胞に充填する小胞型GABAトランスポーター（VGAT）欠損マウス及びCl-を細胞外に排出し、GABAを抑制性に導くK+-Cl--共輸送体（KCC2）欠損マウスは、ともに呼吸不全で生直後に死亡する。これらの遺伝子欠損マウスの舌下神経核を構成する運動神経細胞において、胎児期呼吸リズムを比較すると、呼吸を発生させるためにはGABAシナプスの入力が必須で、かつ規則正しいリズム形成には細胞内Cl-濃度（[Cl-]i）が低値となりGABAが抑制性に働くことが必要であることが示唆された。
H28年度より行っていた発達過程におけるC57/BL6J正常マウスを用いた、舌下神経核内の運動神経細胞における[Cl-]iの変化を検討したところ、胎生16-18日齢（E16-18）の方が生後0-2日齢（P0-2）よりも[Cl-]iが有意に高いことが示された。加えて、C57/BL6J正常マウスを用いて、E16からP7までの舌下神経核におけるKCC2及びVGATの発現変化を免疫組織化学法により検討した。その結果、KCC2の発現は胎生16日齢（E16）では舌下神経核内では腹側部と比較すると背側部に発現が多く、発達に伴い発現量を増しながら腹側部へと広がっていき、生後7日齢（P7）において成熟動物と同レベルの発現量に達していることが分かった。VGATについては、E16からP7までの舌下神経核において、詳細な検討を行ったところ、生後0日齢（P0）までに発達に伴い発現量の増加傾向が認められ、P7には成熟動物と同じような発現パターンを示していた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成29年度より西南女学院大学に異動したが、本学では遺伝子組み換え動物等の飼養ができない状況であるため、GAD67-GFPノックインマウスや正常動物を用いた電気生理学的検討を予定通り行うことが困難となった。特に、ノックインマウスについては共同研究者に琉球大学にて繁殖をお願いし、機会を見て琉球大学にて実験を遂行したが、有意差を求めるまでには至らなかった。
そこで、「研究が当初の計画通りに進まないときの対応」をもとに進めることにし、免疫組織化学的手法を用いて、形態学的検討を中心に行った。現在までに、KCC2はE16からP7にかけて、舌下神経核内では発達に伴い発現量を増しながら背側部から腹側部へと広がっていき、成熟動物と同レベルの発現量に達していることが明らかとなった。VGATについては、昨年度より詳細な検討を行った結果、E16の舌下神経核で既に発現が認められ、生後0日齢（P0）までに発達に伴い発現量が増加していた。加えてP7において成熟動物と同程度の発現量に達している傾向が認められたため、おおむね順調に遂行できていると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度は、正常マウスの舌下神経核において、いつからKCC2及びVGATが発現開始するのかを検討するため、胎齢16日齢（E16）以前における免疫組織化学的検討が必要になる。具体的には胎齢14日齢（E14）などを用いることとする。これにより、胎児期のいつから舌下神経核においてKCC2及びVGATが発現し始め、どのように発現分布が変化し、成熟動物と同じパターンになるのかを明らかにする。また、可能な限りVGAT発現細胞の同定に挑戦し、舌下神経核に入力するGABA作動性神経細胞の存在部位を明らかにすることを目指す。加えて、正常マウスのE14からP7までの舌下神経核運動神経細胞における[Cl-]i測定の実験数を増やし、発達過程においていつどのように[Cl-]iが変化するのかを明らかにする予定である。免疫組織化学的検討は西南女学院大学にて、また、電気生理学的検討は琉球大学にて実施予定である。電気生理学的に得られたデータの解析を西南女学院大学でも行うため、本年度にHEKA社製多チャンネルデータ取得解析ソフトであるPATCHMASTERを購入した。
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Report
(2 results)
Research Products
(8 results)
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[Presentation] Promotion of lipid excretion and improvement of intestinal environment by wx/ae rice which is rich in resistant starch2018
Author(s)
Chigusa Shimizu, Shiori Kobayashi, Hidetoshi Saze,Chisayo Kozuka, Yu Miyazaki, Shogo Arakaki, Yuta Ogura, Hiroaki Masuzaki, Jeongtae Kim, Akihito Okabe, Chitoshi Takayama
Organizer
第95回日本生理学会大会
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