2018 Fiscal Year Annual Research Report
Experimental tooth movement changes somatotopic organization of the somatosensory and insular cortices
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17H07144
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
堀貫 恵利 日本大学, 歯学部, 専修医 (30805990)
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2017-08-25 – 2019-03-31
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| Keywords | 矯正力 / 歯根膜 / カルシウム・イメージング / 大脳皮質体性感覚野 / 島皮質 / 二光子励起レーザー顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
矯正治療を受ける患者の多くは治療後の痛みを訴えるが，中枢神経系に対するその影響については不明な点が多い。そこで本研究では，歯根膜刺激に対して生じる大脳皮質神経活動を各々の細胞単位で観察し，矯正力が大脳皮質局所神経回路に与える影響を明らかにすることを目的として実験を行った。
平成30年度は，前年度で得られた結果をもとに，矯正力負荷1日後および7日後のモデル動物を用いて二光子励起レーザー顕微鏡による細胞内カルシウム・イメージングを行い，大脳皮質体性感覚野および島皮質における歯根膜刺激に対する興奮性および抑制性ニューロンの応答性の変化を検討した。
本実験では，蛍光タンパク質VenusをGABA作動性ニューロンのVGATタンパク質に共発現するよう遺伝子改変したVGAT-Venusラットを使用した。カルシウム・イメージング終了後，各細胞におけるVenus，OGB-488，SR-101の発現をもとに細胞種の同定を行い，それぞれの細胞における歯根膜刺激時の応答を解析した。
その結果，矯正力を負荷して1日後に，対照群と比較して，上顎臼歯歯根膜刺激に応答する興奮性および抑制性ニューロンの割合が増加し，個々の細胞におけるカルシウム信号の振幅が顕著に増大した。さらに，対照群において，下顎歯根膜刺激に応答するニューロンがほとんど観察されなかったのに対し，矯正力負荷1日後では，下顎歯根膜刺激に応答するニューロンの割合が顕著に増大した。応答ニューロン数および，カルシウム信号の増大傾向は，矯正力負荷7日後に，対照群と近似した値まで回復した。以上の結果から，矯正力の負荷は，大脳皮質において興奮性および抑制性ニューロンの反応性の増大と活動電位の増加を誘発し，歯根膜刺激に応答する大脳皮質ニューロンの受容野を拡大する可能性が示された。さらに，これらの神経活動の変化は一時的なものである可能性が明らかとなった。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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