2015 Fiscal Year Research-status Report
口腔感覚が脳機能を調節する神経機構および分子機構の解明
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15K07962
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| Research Institution | Asahikawa Medical College |
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Principal Investigator |
柏柳 誠 旭川医科大学, 医学部, 教授 (20169436)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
笹島 仁 旭川医科大学, 医学部, 助教 (00374562)
野口 智弘 旭川医科大学, 医学部, 講師 (10466500)
宮園 貞治 旭川医科大学, 医学部, 助教 (50618379)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 絶食 / 固形飼料摂餌 / Fos陽性細胞 / 体性感覚野 / 神経興奮 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
成体の齧歯類の脳室下層では、神経新生が活発に行われている。脳室下層で新生した神経細胞は嗅球まで移動して介在神経として匂い情報処理を行っている。我々は、マウスを粉末飼料で飼育すると、固形飼料で飼育したときと比べて嗅球および梨状皮質における匂い応答および脳室下層における神経新生が低下することを見いだした。絶食させたマウスに固形飼料か粉末飼料を与えると、固形飼料を摂餌したマウスでは、神経興奮のマーカーであるFos蛋白質が三叉神経主知覚核で増加したことから固形飼料を咀嚼する際に生ずる体性感覚が関与する可能性に注目している。
体性感覚が脳室下層における神経新生に影響を与える経路の一つの可能性として、三叉神経主知覚核から視床、体性感覚野、運動野、脚橋柀蓋核を経て、黒質緻密部のドーパミン作動性細胞を興奮させ、脳室下層における神経新生を亢進させる経路を考えている。本年度は、我々が経路として仮定した大脳皮質体性感覚野におけるFos陽性細胞の発現を解析した。その結果、固形飼料を与えたマウスでは、粉末飼料あるいは餌を与えなかったマウスと比べて有意なFos陽性細胞の発現を認めた。また、外側網様体、橋核、三叉神経脊髄路核、黒質網様部でも固形飼料を摂餌したマウスでFos陽性細胞が増加していた。本年度に得られた結果は、絶食したマウスに固形飼料を摂餌させる我々の実験手法が、餌の強度の違いに由来する口腔感覚の情報がどのように脳機能に影響を与えるかを解析する良い手法であることを示した。
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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
当初の研究計画では、固形飼料の摂餌で増加するFos陽性細胞を免疫二重染色により特定することを予定した。二重染色の前に、固形摂餌で増加するFos陽性細胞の脳内の他の領域の解析に、時間を要し、二重染色まで至らなかった。しかしながら、脳室下層における神経新生に影響を与えると我々が推測している体性感覚刺激の脳内情報伝達経路を構成している体性感覚野でも、固形摂餌によりFos陽性細胞の増加が認められることを確認できた。また、脚橋柀蓋核、黒質緻密部や脳室に薬物を投与して、固形飼料と粉末飼料の摂餌の脳室下層における神経新生に対する影響を調べる実験を行う予定だった。現在、脳定位装置の設置準備を続けている。
平成28年度以降では、EGFなどの成長因子や薬物を鼻腔から投与して神経新生および嗅覚機能におよぼす影響を解析する。これに先立ち、鼻腔内投与した薬物の作用の時間依存性を検討するために、ニコチン作動性神経に対する各種薬物の作用を検証している。その結果、投与後20分で効果が見られることや、影響は一週間近く続くことを確認した。さらに、嗅覚機能に基づく諸行動を解析するソフトを購入し、その使用方法を研修している。また、平成28年度以降に粉末飼料で飼育したマウスの嗅球内神経回路の性質を電気生理学的に解析する。現在、固形飼料で飼育したマウスの嗅球スライスを作成し、電気生理学的な性質の解析を行っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成27年度で計画した固形飼料の摂餌で増加するFos陽性細胞を免疫二重染色により特定する研究を、実行する。また、EGFおよびそのアゴニストとして働くTGFβ、HB-EGF、amphiregulin、betacellulin、epiregulin、epigenなどを粉末飼料で飼育したマウスに鼻腔より投与し、神経新生および嗅覚機能におよぼす影響を明らかにする。現在、脳室下層で新生した神経細胞が嗅球に供給されないときにどのような変化が嗅球で生じているかは不明である。一方、我々は嗅球神経細胞の性質を電気生理学的に解析する実験系を確立しているので、嗅球のスライスを作成し、出力細胞である僧帽細胞、介在神経であるGABA作動性の傍糸球体細胞、顆粒細胞およびドーパミン作動性の介在神経の電気生理学的な性質および神経伝達物質の放出・受容の変化を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
当初の研究計画では、固形飼料の摂餌で増加するFos陽性細胞を免疫二重染色により特定することを予定した。二重染色の前に、固形摂餌で増加するFos陽性細胞の脳内の他の領域の解析に、時間を要し、二重染色まで至らなかった。また、脳定位装置を用いた薬物の局所投与まで研究が進まなかったために、予定したマウスの使用数が少なかった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成27年度に遂行できなかった実験を随時実施する。
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