2016 Fiscal Year Research-status Report
顎顔面部神経障害性疼痛制御に向けた2光子励起顕微鏡による島皮質の解析
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16K11491
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
藤田 智史 日本大学, 歯学部, 准教授 (00386096)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
崔 翼龍 国立研究開発法人理化学研究所, ライフサイエンス技術基盤研究センター, ユニットリーダー (60312229)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 疼痛 / 島皮質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
神経障害性疼痛はしばしば難治性となり、痛みの重積は患者の大きな苦痛を引き起こし、QOLを低下させる。その難治性の原因として中枢性の神経機構の変化が考えられているがその解明には至っていない。歯髄が処理する感覚は基本的に痛みであり、歯髄刺激は侵害受容情報処理の変化を捉えるのに最適と考えた。そこで本年度は、上顎臼歯の歯髄刺激を行った時の中枢での情報処理機構が、下歯槽神経切断モデルでどのように変化しているかを明らかにすることを目的とした。実験には遺伝子改変動物のVGAT-Venusラットを用いた。このラットでは抑制性ニューロンに蛍光蛋白が発現しており、記録した神経活動が興奮性ニューロンのものか抑制性ニューロンのものかを判別可能とする。上顎臼歯歯髄からの情報は背側島皮質と二次体性感覚野の境界に存在するがすでに明らかとなっている。ウレタン麻酔下で同領域の頭蓋骨に直径約1mmの開窓を行い、カルシウム指示薬のOGB-1とアストロサイトマーカーのSR-101を微量注入した。その後上顎臼歯に電気刺激を行った時のニューロン活動を2光子励起顕微鏡によるカルシウムイメージングで捉えた。その結果、興奮性、抑制性ニューロンいずれにおいても応答するニューロン割合は下歯槽神経切断モデルで増大していた。抑制性ニューロンでは応答時の輝度変化率がモデルで上昇していることが示された。一方で興奮性ニューロンは、刺激に応答するニューロン活動が延長していた。これらのことから、下歯槽神経切断によって大脳皮質の神経活動は亢進、すなわち上顎部の痛みが増強しており、その情報処理を行う抑制性ニューロンの活動性が上昇しているにも関わらず、興奮性ニューロンの活動が持続的であることから、抑制性ニューロンによる興奮性ニューロンに対する抑制機能が低下していることが示唆された。
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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
本年度に予定した遺伝子改変動物のVenus-VGATラットに関する実験は問題無く進行し、遅れなどは生じていない。また、カルシウムセンサー蛋白のGCaMP6を神経細胞に発現したマウスを用いた検討を行うためのマウスの繁殖環境も今年度確立でき、上記内容に継続した検討を開始しているところである。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は大脳皮質の侵害受容情報処理機構の変化について検討した。今後の研究では、正常な感覚情報がどのように疼痛に変容してしまうのかについて検討する。正常な感覚情報として、温度刺激等を行う予定である。島皮質は温度感覚の中枢として考えられているが、げっ歯類でのマッピングを行った報告はこれまでに存在せず、先に温度感覚情報を処理している部位を解明する必要がある。そこで、本年度で得たような抑制性、興奮性ニューロン別のデータ集積は後回しとする。効率よくデータを採取するため、OGB-1と比較して輝度変化が大きく、高いS/N比でデータが得られることが予想されるGCaMP6発現マウスを、来年度からの検討では優先して用いる。このGCaMP6発現マウスを用い、応答部位の特定を優先して行う。温度刺激は口腔外の頬部と、口腔内の舌に行う。これらの部位は刺激に用いる装置の形態に工夫が必要となるが、この温度刺激装置の改変もすでに今年度中に行っている。これらの部位に対する温度感覚情報は脳内のどの部位で行っているのか、また、高温等では痛みを感じるため、これを利用し、それぞれの痛みが処理されている部位をマッピングしていき、神経障害性疼痛モデルでの検討に移行する予定である。
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| Causes of Carryover |
当初、国内学会に参加しその際に宿泊費を要する予定であった。日程の都合および演題の内容の適合性を鑑み、口腔顔面領域の疼痛に関する国際学会に参加し成果発表を行った。この学会は勤務地から近い場所で開催されたため、予定していた宿泊費分が旅費の余剰分となった。なお、この余剰分は不足していた消耗品費に一部充てた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
当該年度では予定したよりも多くの消耗品が必要となった。次年度も同様の実験を継続するため、開始時の予定よりも多くの消耗品費を要することが予想される。そこで、今回生じた差額は主に消耗品を購入するのに充てる予定である。
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Research Products
(1 results)
