2018 Fiscal Year Research-status Report
Brain pathways conveying sensation from jaw-closing muscle spindles and the scientific basis of treatment with a dental splint for Tourette syndrome
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18KK0259
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
吉田 篤 大阪大学, 歯学研究科, 教授 (90201855)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
古田 貴寛 大阪大学, 歯学研究科, 講師 (60314184)
佐藤 文彦 大阪大学, 歯学研究科, 助教 (60632130)
村上 旬平 大阪大学, 歯学部附属病院, 講師 (70362689)
大原 春香 大阪大学, 歯学部附属病院, 医員 (40754726)
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| Project Period (FY) |
2018-10-09 – 2021-03-31
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| Keywords | シナプス / 神経回路 / 筋感覚 / スプリント / 脳 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
トゥレット症候群（TS）の症状は歯科スプリント装着後の咬合で軽減するが、その効果は、歯科スプリントで咬合高径が上がった状態での咬合によって賦活する閉口筋筋紡錘感覚が上位脳に伝達されることで発現すると考えた。しかし、閉口筋筋紡錘感覚の脳内経路は不明であったので、閉口筋筋紡錘感覚が、橋に存在する三叉神経上核を介して、視床に伝達され、さらに情動に関与する大脳島皮質に伝達されることをラットで見つけた。しかし、三叉神経上核から大脳島皮質に至る閉口筋筋紡錘感覚が、視床ニューロンを介していることの直接の証明はできていない。
そこで2018年度は、麻酔下のラットを用い、咬筋神経の電気刺激に対する応答から三叉神経上核を同定後、そこに順行性神経トレーサーであるbiotinylated dextranamine（BDA）を充填したガラス管微小電極を刺入して、BDAを電気泳動で微量注入した。さらに同一ラットで、咬筋神経の電気刺激に対する応答から、咬筋筋紡錘感覚が入力する大脳島皮質を同定後、そこに逆行性神経トレーサーであるFluorogold (FG)を充填したガラス管微小電極を刺入して、FGを電気泳動で微量注入した。光学顕微鏡観察用に切片を作成後、注入されたBDAで標識された軸索と注入されたFGで標識された神経細胞体を呈色した。BDA標識された軸索終末がコンタクトしているFG標識された細胞体の視床内分布を調べた。その結果、このような二重標識されたニューロンが視床後内側腹側核尾腹内側部に認められた。
また、2019年度と2020年度での実施を予定している電子顕微鏡を用いたシナプスの観察を円滑に開始するための準備として、使用する手技、器具、機器の確認のために、2019年1月に研究代表者の吉田と分担者の佐藤が韓国慶北大学のBae教授の所に出向いた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
BDA標識された軸索終末がコンタクトしているFG標識された細胞体が視床後内側腹側核尾腹内側部に存在することは、光学顕微鏡レベルで認められている。この結果は、本研究のストラテジーが正しいことを示している。しかし、光学顕微鏡観察用の切片から電子顕微鏡観察用の資料を作成する作業が、当初の予想以上に容易ではなかったので時間がかかっている。結果として、韓国慶北大学のBae教授の所で行う予定の電子顕微鏡観察は、未だに準備中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
上述した二重標識された視床後内側腹側核尾腹内側部ニュ-ロンのコンタクトの電子顕微鏡観察用の資料の作成を急ぎ行う。コンタクトの電子顕微鏡観察は、研究協力者である佐藤が韓国慶北大学に出向いて行う。
同時に日本で、咬筋筋紡錘感覚が大脳皮質に伝達されるもう一つの経路である、視床の正中中心核-束傍核複合体 (CM-Pf) を介した経路の存在と、その大脳皮質投射の様態を、ラットを用いて、まず光学顕微鏡レベルで調べる。CM-Pfから大脳皮質への投射の様態はよく分かっていないので、まずBDAを視床CM-Pfに電気泳動で微量注入し、投射する大脳皮質部位を明らかにする。次に、この大脳皮質部位にFGを電気泳動で微量注入し、さらにBDAを三叉神経上核に注入して、BDA標識された軸索終末がコンタクトしているFG標識されたニューロンの細胞体がCM-Pfに存在するかどうかを検索する。2018年度と同様に、光学顕微鏡用切片からコンタクトを切り出し、電子顕微鏡観察用の資料を作成する。
この電子顕微鏡観察と、2018年度に終了できなかった電子顕微鏡観察は、2020年にまとめて行った方がより効率的に実施できるかもしれない。実施場所である韓国慶北大学のBae教授とより緊密に情報交換しなければならない。
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| Causes of Carryover |
（理由）研究助成金の申請書に記載したように、31年度も実験を遂行するので、それに必要な消耗品等の購入が必要である。また、実験の遂行と得られる研究結果の学術的評価を検討するために、学界に出席して情報交換が必要である。
（使用計画）31年度の経費の使途は研究助成金の申請当初と基本的に大きくは変わっていない。しかし、実験回数を当初の計画よりも大幅に増やす必要が出てきたので動物、器具、薬品などの購入量を増やす予定である。以上により計画当初よりもより多めの支出を行う予定である。
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