2016 Fiscal Year Research-status Report
除皮質灌流標本を用いた呼吸/循環と歩行の間の自律機能のメカニズムの解析
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15K01393
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| Research Institution | Hoshi University |
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Principal Investigator |
矢澤 格 星薬科大学, 先端生命科学研究所, 特任研究員(講師相当) (40360656)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
塩田 清二 星薬科大学, 先端生命科学研究所, 教授 (80102375)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | Locomotion / Spinal Cord |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では除皮質灌流標本を用い、（1）Hyperoxia/normocapneaといった特異的呼吸状態により変調した交感神経トーヌスが脊髄下向路を介し頸髄と腰仙髄で構成される神経回路網(Forelimb Pattern Generator [FPG]やLocomotor Pattern Generator [LPG])を活性化することで上下肢に左右交互の歩行様活動を自発的に産生すること、（2）下肢の歩行時には活性化したLPGは脊髄上向路を介して脳幹内の呼吸中枢に影響を及ぼす（Spinal-Feedback Mechanismによって呼吸リズムが歩行のそれに同期する）こと、（3）上肢の歩行時には一過性の呼吸数と血圧の上昇が生じ、活性化している脊髄（FPG）から発生したインパルスが脊髄上向路を介し三叉神経系に影響を及ぼし口呼吸が産生されること、を生きた動物でも再現可能であるか、上記に関連した中枢領域のダイナミックマップの作成をメインテーマとしている。
昨年度は、歩行時の活性化したFPGとLPGが脊髄内で互いにどのような影響を及ぼし合うのか、両者のどちらが呼吸/循環中枢により影響を及ぼすのかを調べるために、全身灌流標本を胸椎レベルで離断する前後で細胞外記録を行った。しかし、活性化したFPGとLPG間や個々の脳幹に対する影響度について更なる精査の必要性があった。
今年度は、さらに例数を増やし上記を精査する。それに並行して、灌流標本に人工血液を導入し、自発的な交互運動を産生する至適条件を見出し、新灌流システムの作成を行うことを計画していた。しかし、今年度は昨年度の計画を一時延期し、歩行様活動時にLPGを構成する一部の神経回路網がどのようなダイナミックマップを形成しながら歩行様活動を出力するのかといった基礎研究を光学的・電気生理学的手法を用いて行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
LPGの重要性を確認する基礎実験追加のため、除皮質灌流標本を用いた実験回数が減ったことが主な原因である。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、これまでの遅れを取り戻すべく、除皮質灌流標本に人工血液を導入した新灌流システムの作成を行い、自発的な交互運動を産生する至適条件を見出すこと。そして、新灌流システムの作成や光学計測法を除皮質灌流標本に適用し、光学計測法を灌流標本に適用し、自発歩行の誘発時の脳幹と脊髄との間で起こる神経伝達様式を示す機能的マップの作成を計画している。
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| Causes of Carryover |
LPGの重要性を確認する基礎実験のため除皮質灌流標本を用いた実験回数が減ったことが挙げられる。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
人工血液実験に必要なmembrane oxygenator、人工血液、光学計測用色素、灌流標本用のチャンバー等の購入を予定している。
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[Presentation] 第94回日本生理学会大会2017
Author(s)
Y. Okada, I. Yazawa, K. Takeda, S. Okazaki, Y. Tamura, H. Onimaru
Organizer
Respiratory activities of medullary neurons and astrocytes in the isolated brainstem-spinal cord analyzed by Ca imaging
Place of Presentation
浜松
Year and Date
2017-03-28 – 2017-03-30
