2018 Fiscal Year Research-status Report
経血管灌流標本を用いた内臓感覚性呼吸リズム調節を実現する神経ネットワークの解明
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18K06874
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
濱 徳行 島根大学, 学術研究院医学・看護学系, 助教 (60422010)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
横田 茂文 島根大学, 学術研究院医学・看護学系, 准教授 (50294369)
伊藤 眞一 島根大学, 学術研究院医学・看護学系, 准教授 (10145295) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 呼吸リズム / 孤束核 / 光遺伝学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
呼吸は生命維持に不可欠な運動であり，呼吸リズム生成・調節機構の解明は重要な生理学的課題である。呼吸リズム調節において肺胞の拡張，血圧や体液のpH・ ガス分圧の変化などの内臓感覚は重要な役割を果たしている。これらの内臓感覚は脳幹に存在する孤束核で中継されており，孤束核から呼吸リズム生成を行う腹側呼吸ニューロン群へ興奮性及び抑制性ニューロンが投射している。本研究ではこれらの投射ニューロンによる呼吸リズム調節の神経機構を明らかにすることを目的とする。 平成30年度は光遺伝学的手法を用いて孤束核から呼吸CPGへと投射する抑制性ニューロンの活性化による呼吸リズムの変化を解析した。抑制性ニューロン特異的にCreを発現する遺伝子改変マウスの孤束核へCre依存的にChR2とmCherryを発言する遺伝子を組み込んだアデノ随伴ウイルスベクターを注入し孤束核の抑制性ニューロン特異的にChR2を発現させる。この動物を用いて経血管灌流標本を作成し横隔神経，頸部迷走神経活動を記録し呼吸パターンをモニターする。レーザー光によってさまざまな条件で孤束核抑制性ニューロンを刺激し呼吸パターンの変化を解析した。その結果，抑制性ニューロンを吸息相特異的に刺激すると吸息相が停止し，呼息相へ移行した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
マウスを用いた経血管灌流標本での実験系の確立に時間を要した。
呼吸に伴う筋活動を抑制するため筋弛緩剤の投与が必要だがこれまで用いていたラットと同条件では呼吸リズムそのものが停止した。そのためマウスに適切な条件の探索を行った。これらの要因のため，やや遅れていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き抑制性ニューロン刺激による呼吸リズム変化の解析を行う。これと合わせて呼吸リズム生成ニューロンの活動を記録することで抑制性ニューロンによる呼吸調節の神経機構を明らかにする。これらが終了後，興奮性ニューロンについても同様の検討を行う。
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| Causes of Carryover |
購入するポンプを検討し直したところより安価なポンプでも十分使用可能であることが判明したため支出が少なくすんだ。さらに血圧トランスヂューサー用の増幅器も現有の増幅器を使用することができるようになったため，購入を見合わせた。
繰越した予算を用いて細胞内記録に向けた機材の整備(ポンプの脈流を抑えるためのダンパーの作成，電極プラーの更新)を行う。
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[Presentation] Anatomical connectivity from the dorsomedial hypothalamus to the ventral medullary cardiovascular regions: neural pathway mediating the descending sympathetic information2018
Author(s)
Kono Y, Arima Y, Yokota S, Onimaru H, Fukushi I, Koizumi K, Hasebe Y, Yoshizawa M, Kise H, Hoshiai M, Sugita K, Toda T, Okada Y
Organizer
第41回神経科学大会
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