nalysis of neural networks generating masticatory movements based on Phox2B-positive neurons

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K10061
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 57010:Oral biological science-related
• Research Institution: Showa University
• Principal Investigator: Nakayama Kiyomi 昭和大学, 歯学部, 講師 (00433798)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井上 富雄 昭和大学, 歯学部, 教授 (70184760)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: Phox2B / 咀嚼 / 顎運動 / チャネルロドプシン / 孤束核

Outline of Final Research Achievements

Mastication is an important movement for efficient energy intake in humans, although the neural networks that generate rhythmic jaw movements during mastication are poorly understood. In the present study, we have shown that neurons that express the paired-like homeobox 2B (PHOX2B) gene in the medullary solitary nucleus in the brainstem play an important role in the generation of rhythmic jaw movements. The neurons sent abundant projections to the supratrigeminal nucleus, the intermediate reticular nucleus, and the nucleus paragigantocellularis posterior. Among these nuclei, projections to the intermediate reticular nucleus and the nucleus paragigantocellularis posterior were suggested to be involved in the rhythm generation of mastication.

Free Research Field

神経生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

咀嚼運動はヒトが生きていくためのエネルギーを食物から効率良く摂取するためにも、脳の活性化を促し健康寿命を延ばすためにも重要な運動である。本研究では、Phox2Bという遺伝子を発現するニューロンの活動を、光遺伝学の技術を用いてコントロールし、咀嚼のリズムジェネレーターを構成する神経回路の一部を明らかにした。この方法は、咀嚼の神経回路の解明に貢献する新たな技術であり、今後、神経回路の解明が飛躍的に進む事が期待される。その結果、高齢者の運動性咀嚼障害の改善のための基礎的知識を得て、健康長寿の実現に貢献することが出来ると考える。