2020 Fiscal Year Research-status Report
咀嚼機能の獲得における抑制性シナプス形成の役割の解明
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19K10048
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| Research Institution | Showa University |
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Principal Investigator |
中村 史朗 昭和大学, 歯学部, 准教授 (60384187)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井上 富雄 昭和大学, 歯学部, 教授 (70184760)
弘中 祥司 昭和大学, 歯学部, 教授 (20333619)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 摂食行動 / 生後発達 / 三叉神経運動ニューロン / 抑制性シナプス伝達 / 顎運動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒトをはじめとする哺乳類は生後、母乳を摂取する吸啜から固形物を噛み砕く咀嚼へと大きく摂食行動を変える。歯の萌出後、噛む力の精緻なコントロールは、三叉神経運動ニューロンへの興奮性および抑制性シナプス入力がニューロンの興奮性を微細に制御することで行われると考えられている。したがって、抑制性シナプス入力が咀嚼の獲得に向けて発達・成熟すると考えられるが、未だ不明な点が多い。本研究では、電気生理学的手法を主に用いて、咀嚼の獲得期における抑制性シナプスの形成・成熟パターン、抑制性シナプス形成の時期特異的抑制が咀嚼に与える影響、抑制性シナプス形成に対する口腔感覚の役割を解析することを目的とし、咀嚼機能の獲得における抑制性シナプス形成の役割の解明を目指す。
令和２年度には、閉口筋および開口筋運動ニューロンに対する抑制性シナプス伝達機序の発達様式に差異があるかどうかを明らかにするため、生後2～5、9～12、14～17日齢の顎二腹筋運動ニューロンの抑制性微小シナプス後電流（mIPSC）をパッチクランプ法により記録し、閉口筋運動ニューロンのデータと比較し解析を行った。咬筋運動ニューロンと同様に、すべての日齢グループのラットにおいて、顎二腹筋運動ニューロンからGABAA受容体およびグリシン受容体を介したmIPSCが観察された。顎二腹筋運動ニューロンのグリシン型mIPSCの頻度は、すべての日齢グループを通して、咬筋運動ニューロンより著しく低く小さい値を示した。一方、GABAA型mIPSCの頻度は、顎二腹筋運動ニューロンと咬筋運動ニューロンとで大きな差はみられなかった。また、咬筋運動ニューロンとは異なり、グリシン型GABAA型ともに、その性質は日齢を通して大きな変化はみられなかった。
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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
令和２年度は、閉口筋および開口筋運動ニューロンに対する抑制性シナプス伝達機序の発達様式に差異があるかどうかを明らかにするため、生後2～5、9～12、14～17日齢の顎二腹筋運動ニューロンの抑制性微小シナプス後電流（mIPSC）をパッチクランプ法により記録し、閉口筋運動ニューロンのデータと比較し解析を行うことを目的とした。比較解析の結果、開口筋運動ニューロンは閉口筋運動ニューロンと同様に生後発達期を通してmIPSCが観察されたが、その発達様式は運動ニューロングループ間で大きく異なるこが示唆された。当初の計画である、閉口筋・開口筋運動ニューロンにおける抑制性微小シナプス伝達機序の比較を行うことができたため、順調に進捗しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
抑制性シナプス伝達機構が生後発達していく過程で、一つのシナプス小胞からGABAまたはグリシンがそれぞれ放出されることに加え、一つのシナプス小胞からGABAとグリシンが共放出される現象が脳の様々な部位で報告されている（Nabekura et al. Nat Neurosci 2004; Gao et al. J Physiol. 2011)。そこで令和３年度は、閉口筋および開口筋運動ニューロンでも生後発達期にGABAとグリシンの共放出がみられるのか、また運動ニューロングループ間で共放出現象に違いがあるかどうかを明らかにするため、GABAA型、グリシン型、混合型のmIPSCを記録し、その発生割合や発達様式を解析する。さらに、咀嚼機能の生後発達に対するGABAAおよびグリシン受容体の役割を明らかにするため、GABAAまたはグリシン受容体欠損動物を用いた咀嚼機能へのGABAAおよびグリシン受容体欠損の影響を調べることを目指す。
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| Causes of Carryover |
令和２年度は、あらかじめ本研究室で所有している試薬・機器類を使用することで遂行することができた。また、他の実験で余剰となった実験動物を用いることで、実験動物の使用を最小限に抑えることができた。旅費については、参加した学会がweb開催のものが多かったため使用しなかった。一方、各日齢グループの例数が少ない群があるため、令和３年度は引き続き令和２年度に計画した実験を行うこととする。令和３年度は、ラット脳スライス標本作成に使用する実験動物の購入費、飼育費、さらに標本作成に必要な試薬（細胞内液、細胞外液の構成試薬、受容体拮抗薬、脳スライス作成に用いる試薬等）、ガラス器具切削器具等の購入費として使用する。さらに、令和３年度に予定しているGABAAまたはグリシン受容体欠損動物の作製にかかる費用も必要と考える。研究成果を発表するための費用として国内外の旅費、研究成果を出版するための費用として外国語論文のための校閲費、論文投稿費用、別刷り購入費用が必要である。
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Research Products
(19 results)
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[Presentation] Myricetin prevents Aβ oligomer-induced neurotoxicity via cell membrane damage2020
Author(s)
Kimura A, Yasumoto T, Mori Y, Oguchi T, Nakamura S, Inoue T, Yamada M, Teplow D, Ono K, Kiuchi Y, Tsuji M
Organizer
Advances in Alzheimer’s and Parkinson’s therapies, an AAT-AD/PDTM focus meeting
Int'l Joint Research
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[Presentation] Vitamin B12 may prevent Aβ oligomer-induced neurotoxicity in Alzheimer's Disease2020
Author(s)
Kimura AM, Tsuji M, Yasumoto T, Oguchi T, Mori Y, Yano S, Kinnno R, Nakamura S, Inoue T, Teplow DP, Kiuchi Y, Ono K
Organizer
Alzheimer's Association International Conference, Amsterdam
Int'l Joint Research
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[Presentation] High molecular weight amyloid β1-42 oligomers induce neurotoxicity via plasma membrane damage2020
Author(s)
Yasumoto T, Takamura Y, Tsuji M, Nakayama T, Imamura K, Inoue H, Nakamura S, Inoue T, Kimura AM, Yano S, Nishijo H, Kiuchi Y, Teplow DP, Ono K
Organizer
Alzheimer's Association International Conference
Int'l Joint Research
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[Presentation] Electrophysiological characterization of sleep bruxism patient-specific induced pluripotent stem cell-derived neurons2020
Author(s)
Avijite KS, Nakai K, Nakamura S, Yasuhara R, Shiga T, Abe Y, Hoashi Y, Kotani K, Inoue T, Mishima K, Akamatsu W, Baba K
Organizer
日本顎口腔機能学会第64回学術大会
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[Presentation] Electrophysiological maturation and characteristics of human stem cells in sleep bruxism2020
Author(s)
Avijite KS, Nakamura S, Abe Y, Nakai K, Yasuhara R, Shiga T, Hoashi Y, Kotani K, Inoue T, Mishima K, Akamatsu W, Baba K
Organizer
The 7th Biennial Joint Congress of JPS-CPS-KAP
Int'l Joint Research
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