2021 Fiscal Year Annual Research Report
Mechanisms of insulocortical inhibitory synaptic transmission plasticity that regulates neuropathic pain
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19H03821
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
小林 真之 日本大学, 歯学部, 教授 (00300830)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤田 智史 日本大学, 歯学部, 教授 (00386096)
山本 清文 日本大学, 歯学部, 講師 (30609764)
中谷 有香 日本大学, 歯学部, 助教 (60781391)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 島皮質 / 抑制性シナプス後電流 / GABA / Parvalbumin / 可塑性 / 長期増強 / 光遺伝学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，まずparvalbumin陽性ニューロンから錐体細胞への抑制性シナプス入力の長期増強機構について明らかにした。parvalbumin陽性ニューロンと考えられるfast-spikingニューロンの細胞内から脱分極電流パルスを与えてθバースト刺激すると，錐体細胞への抑制性シナプス後電流が長期増強を起こすニューロンペアと，長期抑圧を起こすペアが存在した。この長期増強は，paired-pulse ratio の減少を伴い，GABA(B)受容体拮抗薬によって消失したことから，この抑制性シナプス結合は，fast-spikingニューロンの終末にあるGABA(B)受容体の活性化によって，長期増強を起こすと考えられた。一方，長期抑圧はGABA(B)受容体拮抗薬の影響はほとんど受けなかった。また，シナプス前終末の電位依存性カルシウムチャネルのサブタイプとシナプス可塑性との間に関連性は認められなかった。
次に，parvalbumin-Creトランスジェニック・ラットの抑制性ニューロンにチャネルロドプシン2（ChR2)を選択的に発現させて，光刺激によって抑制性シナプス後電流の長期増強を誘発するプロトコールを確立した。すなわち，θバースト様の光刺激を加えることによって，長期抑圧ではなく長期増強が生じることが明らかになった。この長期増強は，NMDA受容体およびAMPA受容体拮抗薬の投与下でも生じた。
さらに，島皮質のparvalbumin陽性ニューロンをの興奮させると，疼痛関連逃避行動が変化するか否か検証した。島皮質への光刺激によってparvalbumin陽性ニューロンを選択的に活性化すると，逃避行動が抑制されることが明らかになった。
以上の実験から，島皮質のparvalbumin陽性ニューロンは可塑的に興奮性出力を制御しうること，そして痛み行動の発現を抑制することができると考えられた。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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