嚥下中枢に対する5-HTとサブスタンスPによる2相性制御機構の解明

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K11834
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 山西 整 大阪大学, 歯学研究科, 招へい准教授 (20397780)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 青海 哲也 大阪大学, 歯学部附属病院, 医員 (40713194)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 嚥下活動 / in situ標本 / NK1 / 5HT

Outline of Annual Research Achievements

脳幹の神経ネットワークが広範囲で維持されている若年ラットin situ標本を用いて、5-HT受容体およびNK1受容体の嚥下活動に対する作用を明らかにした。
In situ標本から誘発した嚥下活動を記録し、孤束核に対する薬物のマイクロインジェクションを行った前後での嚥下活動の変化を検討した。嚥下活動の誘発は片側の上喉頭神経（Supra Laryngeal Nerve; SLN）に対する電気刺激（1/0.5sec、刺激時間2ms）によって行い、NK1レセプターのアゴニストであるサブスタンスP([Sar9, Met(O2)11]-SP)（Sigma-Aldrich）（SP）および5-HT1A受容体アゴニストである(R)-(+)-8-Hydroxy-DPAT hydrobromide（8-OH-DPAT、Sigma-Aldrich）をダブルルーメングラスピペット（先端径20μm）で片側孤束核内へ微量注入した。薬物投与前後で誘発した嚥下活動の変化を検討した。嚥下活動は舌下神経から記録した。
5-HT1A受容体アゴニストによって嚥下活動誘発の閾値が上昇した一方でNK1レセプターアゴニストでは嚥下活動誘発の閾値が低下した。
これらの受容体は、これまで嚥下活動や嚥下障害に関わりが深いことがよく知られてはいたもののその嚥下活動に対する中枢作用の詳細はよく知られていなかった。同様の受容体のカップリングによる2相性制御メカニズムは呼吸活動の中枢神経制御に用いられていることが報告されており、今回の研究によって、これらの受容体による嚥下活動に対する2相性制御メカニズムが存在することが示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究によって得られた上記の結果は、研究計画によって初年度に行う予定の研究結果であった。研究室に既存の設備と実験手法を応用した研究であるため、実験プロトコールの立ち上げ期間が短くてすんだことから、研究計画は現在のところおおむね順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

今後は脳幹神経ネットワークレベルで評価を行うためのツールであったin situ標本を用いた実験を一端離れ、脳幹スライス標本を作成する。研究の目的は嚥下活動を誘発し得る最小の脳幹スライス標本を作成することとなる。舌下神経と舌咽神経を含んだ300－800μmの厚みの脳幹スライスで嚥下活動を確認できることを見込んでいる。この標本が完成すれば、嚥下活動を構成し得る最小の神経ネットワークを嚥下活動の評価に用いることができるため、in situ標本による大きなネットワークレベルでの実験結果と比較することによって、嚥下の中枢神経メカニズムがより詳細に明らかにすることができる。
脳幹スライス標本の作成に成功した後は、５－HTとNK1受容体による嚥下活動の2相性制御メカニズムがスライス標本でも存在するかどうかを検証する。

Causes of Carryover

研究初年度の研究計画は、研究室に既存の実験手法を応用した計画であったため、予定よりも使用額を抑えることができた。次年度の研究計画は新たなアプローチを確立する段階に入るため、実験動物および薬品に使用する使用額が予定よりも増額する可能性がある。次年度使用額はこの増額可能性分に充てる計画である。