マウスピースが不随意運動を改善する脳内メカニズムの探索
| Project/Area Number |
22K19732
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 59:Sports sciences, physical education, health sciences, and related fields
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
橘 吉寿 神戸大学, 医学研究科, 准教授 (50373197)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 大脳基底核 / 線条体 / チック症 / トゥレット症候群 / 島皮質 / DREADD / 不随意運動 / 口腔感覚 / 圧電デバイス |
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| Outline of Research at the Start |
自分の意志とは無関係に、手が震えたり、顎や舌が何かを食べているようにモグモグと動いたりすることがあり、これらを不随意運動という。本研究では、不随意運動のなかでチック症に焦点をあてる。研究代表者は、マウスピース装着がチック症状を改善するという臨床報告を行った。そこで、本研究では、チック症が大脳皮質－大脳基底核回路の機能異常に起因するという仮説のもと、マウスピース装着による筋紡錘感覚の変調が不随意運動を改善する脳内神経機構の解明に挑む。また、筋紡錘感覚を圧電デバイスにより人工操作することで、不随意運動の改善を引き起こす新規治療法の開発についても挑戦する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
随意運動の発現には大脳皮質－大脳基底核・小脳－脊髄・脳幹を結ぶ神経回路が関与し、その機能異常により不随意運動が生じることが明らかになりつつある。他方、四肢や顔面を収縮させる反復性動作を示すチック症患者においてマウスピースが症状を緩和させるということを近年報告した。精神科・神経内科領域と考えられていた中枢性の疾患が、口腔の末梢感覚を操作することで改善されたという点は、インパクトが非常に大きい。本研究では、チック症が大脳基底核神経回路の異常に起因するという仮説のもと、マウスピース装着による咀嚼筋筋紡錘感覚の変調が不随意運動を改善する脳内メカニズムを明らかにし、また、人工末梢感覚神経操作により不随意運動の改善を導く新規治療法の開発を目指す。我々は、まず咀嚼筋筋紡錘感覚の中枢経路を明らかにした。咀嚼筋筋紡錘感覚は、咬筋神経を通り、三叉神経上核・視床VPMcvm核を経て、情動に関係する島皮質に入力することが明らかになった。一方で、チック症の病態に関しては、大脳皮質の活動を支える大脳基底核の線条体における神経伝達異常がチックの本態であるという仮説を立て、抑制性神経伝達物質であるGABAの拮抗薬を線条体に注入することで、マウスチックモデルを作製することが可能かどうかを検証した。健常マウスの線条体にGABA受容体拮抗薬を局所注入した結果、脳波ならびに筋電図から見て、てんかん症状とは異なるチック様症状を誘発することに成功した。このチック症モデルマウスにおいて島皮質神経活動を化学遺伝学的手法であるDREADDシステムにて抑制した結果、チック症状の緩和がみとめられた。
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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
１）筋紡錘感覚中枢経路の同定、２）チック症モデルマウスの開発、３）化学遺伝学による島皮質の活動抑制がもたらすチック症状の緩和、を中心に研究計画を遂行した。１）の筋紡錘感覚中枢経路に関しては、筋紡錘感覚が、体性感覚の中枢である一次体性感覚野ではなく、情動に深く関与する島皮質に投射することを明らかにした。この結果は、チック症患者の機能画像研究で、島皮質の活動異常が見られることからも非常に興味深い。またマウス線条体への薬物注入により安定したチック症状を発現させることができ、それを、筋紡錘の入力が入る島皮質の人工的な神経活動抑制により症状緩和させる可能性を示せた。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は、化学遺伝学による島皮質の神経活動操作に加え、筋紡錘感覚の中継核の神経活動操作によっても症状緩和を導くことができるかどうかについて検討を加えることが出来ればと考えている、また、中枢そのものを操作するのでは無く、将来のヒト患者への応用を念頭におき、筋紡錘感覚を圧電デバイスを使って人工的に操作することにも挑戦したいと考えている。
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Report
(1 results)
Research Products
(14 results)
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[Journal Article] A Piezo1/KLF15/IL-6 axis mediates immobilization-induced muscle atrophy2022
Author(s)
Yu Hirata, Kazuhiro Nomura, Daisuke Kato, Yoshihisa Tachibana, Takahiro Niikura, Kana Uchiyama, Tetsuya Hosooka, Tomoaki Fukui, Keisuke Oe, Ryosuke Kuroda, Yuji Hara, Takahiro Adachi, Koji Shibasaki, Hiroaki Wake, Wataru Ogawa
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Journal Title
Journal of Clinical Investigation
Volume: －
Issue: 10
Pages: 1-13
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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