2019 Fiscal Year Research-status Report
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
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17K11834
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
山西 整 大阪大学, 歯学研究科, 招へい教員 (20397780)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
青海 哲也 北海道大学, 大学病院, 助教 (40713194)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 嚥下活動 / セロトニン / NK1 |
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| 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するべく一連の実験を行い、上記２種類の受容体カップリングによる２相性制御メカニズムが嚥下中枢のスイッチングに関連することを示唆した。すなわち、嚥下中枢である延髄孤束核への薬剤微量注入実験により、5-HT受容体は嚥下活動を抑制的に制御し、NK-1受容体は嚥下活動を促進的に制御することが示唆された。
この研究結果に引き続いて、嚥下中枢を温存した脳幹スライス標本の作製を行った。これは、嚥下中枢を含む最小ネットワークにおける上記受容体の作用を検討することによって、in situ標本で示唆された２相性制御メカニズムを検証するためであった。
この800 micrometerの厚さのスライス標本は、迷走神経、舌下神経、舌下神経運動核、呼吸中枢であるpre-Botzinger complex、および嚥下中枢を含む延髄背側の孤束核のネットワークが機能的に含まれている。本標本の迷走神経へ電気刺激を行うことによって、嚥下様の神経活動を記録することができた。神経活動のみでは嚥下活動かどうかの判断が困難なため、嚥下活動を選択的に抑制することが知られているNMDA受容体拮抗薬であるAP-5を用いることで、嚥下活動であることの確認を行った。
本標本の孤束核内へ5-HTおよびサブスタンスP（SP）を微量投与することで嚥下活動発現の変化を確認したところ、in situ標本で得られた結果と同様の結果を得た。しかしながら、その効果は想定よりも小さいものであった。また濃度のバランスによっては5-HTおよびSPの同時投与を行うと、大きな効果が得られることが判明した。この結果は、嚥下活動に対する5-HTおよびSPを共産生する縫線核ニューロンの関与を示唆する結果であった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
今年度の研究によって得られた上記の結果は、昨年度の研究計画に沿った結果であった。嚥下中枢を温存した延髄スライス標本を用いた薬剤実験において、想定していたようなシンプルな結果ではなく、２種類の薬剤の相互作用を伴う複雑な制御様相が示唆されるような結果であったため、実行すべき実験プロトコールが予想以上に増加した。
加えて、研究科全体の改築により実験が制限されたことによって、現在の研究の進行は予定よりもやや遅れている。そのため、研究費の１年間の繰越し申請を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、作成した延髄スライス標本を用いて、5-HT受容体とNK1受容体が嚥下様活動の形成に及ぼす影響の確認を継続する。２種類の薬剤の濃度の組み合わせによって、嚥下活動発現に対する効果が変化することから、様々な組み合わせで結果を確認する必要がある。
まず効果に対する影響の強さは、２種類の薬剤濃度の絶対値がより関与するのか、それとも薬剤濃度の比率が関与するのかを突き止める。その上で、いずれかの枠組みの中で、濃度の組み合わせと効果の関係を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
研究室（歯学研究科）の改築のため、実験が一時停止したため。
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