Morphological analysis of the modulating mechanism of double innervation by noradrenergic and cholinergic neurons in the olfactory bulb

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K09922
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56050:Otorhinolaryngology-related
• Research Institution: Kawasaki Medical School
• Principal Investigator: Sawa Horie 川崎医科大学, 医学部, 講師 (40609666)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 嗅球 / 神経回路 / ノルアドレナリン / アセチルコリン

Outline of Final Research Achievements

Olfactory bulb (OB) is known to receive several types of centrifugal fibers originating from other brain regions. With special interest in noradrenergic (NA) and cholinergic (Ach) centrifugal fibers, I applied morphological analysis to them to establish the neural circuit for the modulation of olfactory information. I identified the pathways of NA and Ach fibers from their origins to OB by tracing experiments with Adeno-associated virus injection. Interestingly, I found that NA and Ach fibers were localized complimentary in the OB using immunohistochemistry and electron microscopic methods. Thus, it was suggested that NA and Ach fibers take place as complementary roles in the OB. I have continued to analyze about targets of NA and Ach fibers and the localization of receptors of noradrenaline and acetylcholine in the OB.

Free Research Field

神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

嗅覚障害には、末梢の感覚器に起因するも、嗅覚情報処理の場である中枢性のものがある。この中枢性嗅覚障害のうち、ドーパミンの欠乏によるパーキンソン病患者では、70-90%で著しい嗅覚機能障害が起こると言われている。
本研究により、遠心性のノルアドレナリンやアセチルコリン作動性線維と、嗅球内のニューロンとの関係が明らかになることで、嗅覚情報の調節機構の神経回路がわかり、中枢性の嗅覚障害に対する治療法や薬の作製の為の一助となる。また、嗅球の構造や情報の出力、調節機構は嗅球と同様に層構造を持つ、大脳皮質などにも通じ、脳の他の領域でも応用が可能であると期待している。