2018 Fiscal Year Research-status Report
垂直眼球運動系の神経積分器における持続的活動を生成するための神経回路メカニズム
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18K06524
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| Research Institution | Nara Medical University |
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Principal Investigator |
齋藤 康彦 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (70290913)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉村 岳俊 奈良県立医科大学, 医学部, 研究助教 (60812526)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | NMDA受容体 / カハール間質核 / 舌下神経前位核 / 視線制御 / パッチクランプ法 / 神経生理学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脳幹の舌下神経前位核（PHN）とカハール間質核（INC）はそれぞれ水平性、垂直性の視線制御に関与している。これまでの研究により、PHNやINCの興奮性神経回路の活性化が視線保持に重要であり、神経回路の活性化についてはPHNではカルシウム透過型AMPA受容体（CP-AMPA受容体）の活性化が起点となっているが、INCではCP-AMPA受容体の活性化に依存しないことが示唆された。そこで、本年度は、INCの活性化メカニズム、特にNMDA受容体の関与について、明らかにすることを目的とした。生後約３週齢のラットからINCを含むスライス標本を作製し、INCニューロンからホールセル記録を行った。0.2秒の高周波刺激によってINCニューロンで自発性シナプス電流応答（EPSC）の頻度が数秒にわたって増大するが、この増大がNMDA受容体の拮抗薬であるAPVの投与により変化が生じるのかを検討した。その結果、APVの投与によりEPSCの頻度が増大する時間が激減した。さらに、記録しているニューロンにグルタミン酸受容体の作動薬を局所投与してNMDAとAMPA受容体を介する電流の比を調べたところ、INCはPHNに比べてNMDA受容体を介する電流応答が大きいことが明らかになった。また、Ca2+依存性非選択性陽イオンチャネル（ICAN）の関与を調べたところ、INCではPHNほどICANが強く関与していないことも明らかになった。以上の結果により、INCでは、PHNとは異なり、興奮性神経回路が活性化にはNMDA受容体の活性化が必要であることが示された。
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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
本年度はINCでの興奮性神経回路の活性化メカニズムの探索を試み、NMDA受容体の活性化が必要であることが示され、本研究課題の重要なテーマの一つを明らかにできた。この成果は今年の3月に開催されたアジア・オセアニア生理学連合大会（FAOPS2019）にて発表した。以上のことから、おおむね順調に進展していると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在、電気生理学的解析とともに、PHNとINC でのCP-AMPA受容体の分布の違いを明らかにするためコバルト取り込み法を用いた形態学的解析を行っている。この研究は当初の研究計画には記載していなかったものであるが、成果が得られれば電気生理学的手法によって得られた知見をより確かなものにできることが期待される。また、本研究課題のもう一つの重要テーマはPHNとINCとの結合関係を明らかにすることである。両者の直接的な神経連絡の特性を明らかにするために、一方に蛍光トレーサーを注入して、逆光標識される投射ニューロンを同定してその特性を明らかにすることを計画している。また、現在、並行して行っている研究から、PHNとINCは小脳を介して連絡していることも明らかになってきた（Sugimura and Saito, FAOPS2019にて発表）。したがって、PHN、INC、小脳との関係性についても明らかにし、本研究課題をさらに推進させていく計画である。
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| Causes of Carryover |
現在使用している研究機器の動作が悪くなり本研究課題の遂行に支障をきたす恐れがあったため、機器を使用しない3月の学会期間中に機器のチェックと補修を業者に依頼した。その業者から機器補修の終了が4月以降であるとの通知を受けたことから、その費用を2019年度に使用するように繰り越したため。
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