Feeding behavior and mastication in the mutant SOD1 mouse model of ALS

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K11683
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 辻 忠孝 大阪大学, 歯学研究科, 招へい教員 (50527231)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田中 晋 大阪大学, 歯学部附属病院, 講師 (00367541) ; 古郷 幹彦 大阪大学, 歯学研究科, 教授 (20205371)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 三叉神経中脳路核ニューロン

Outline of Annual Research Achievements

咀筋萎縮性側索硬化症（ALS）モデルマウスは、摂食に対するモチベーションが変化しており、死亡前日まで摂食量は減少することはなかったため、咀嚼に関わる運動ニューロンの変性は比較的、遅いことが推測された。乳幼児期のALSモデルマウスの三叉神経運動ニューロン（TMN）は過剰興奮していることが報告されているが（Venugopal et al. J Neuroscience 2015）、一次感覚ニューロンである 三叉神経中脳路核ニューロン（MTN）についての報告は未だない。我々はMTNの膜興奮特性変化に着目し、生後8-12日齢ALSモデルマウスとコントロールマウスを使用した。ハロセン深麻酔下で脳幹を摘出、厚さ300 umの冠状スライス標本を作製、MTNを同定した後、whole-cell patch clamp recording techniqueにて電気記録を行った。MTNはlow-frequency（<10 Hz）、high-frequency（50-70 Hz）な入力信号に対して選択的に反応を示す特性（周波数依存応答特性: resonance）を示すが（Tanaka et al., J.Neurophysiol.,2003）、ALSモデルマウスではhigh-frequency の入力信号に対するresonance (Q-value) が有意に低下していた。Resonance は、MTNのバースト発火活動を制御しているため、ALSモデルマウスの一次感覚ニューロンの発火特性に異常が認められる可能性が示唆された。ALSの咀嚼について、運動ニューロンのみならず、感覚ニューロンにも注目し、今後検討を行う必要がある。またMTNに対する薬剤投与後の同反応特性の変化についても検討を行う予定である。