2019 Fiscal Year Research-status Report
嚥下機能における大脳皮質第一次運動野Top-down入力の修飾機構の解明
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19K18742
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Research Institution | Dokkyo Medical University |
Principal Investigator |
西嶌 嘉容 獨協医科大学, 医学部, 講師 (30743132)
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Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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Keywords | 嚥下機能 / 嚥下パターン受容器 / 大脳皮質運動野 / Topdown入力 |
Outline of Annual Research Achievements |
脳卒中の患者で皮質延髄路に障害を認めると、通常の嚥下反射が遅延することが実地臨床で知られている。つまり、皮質延髄路から嚥下パターン受容器(CPG)への入力は咽頭期嚥下のタイミングを調節している可能性が示唆される。これまでの報告によれば、嚥下機能の中枢性神経制御機構はヒトを用いた機能的MRIなどで研究されてきた。今回、われわれは実験小動物としてマウスを使用し、ヒトでは難しかったより高い時間分解能と空間分解能を持つイメージング解析法で嚥下運動時の大脳皮質第一次運動野の神経活動を生体(in vivo)で直接観察する。また、脳卒中モデルマウスを用いることで、大脳皮質とCPGの乖離が存在する際の嚥下機能の障害を解析する。さらに、その後のリハビリテーションなどに対する大脳皮質第一次運動野の代償性活動変化をとらえることで、第一次運動野の嚥下機能に対するTop-down入力の活動様式とさらに病態時における神経回路再編による代償機構を明らかにできるような基礎データの蓄積を行う。 今年度の実験において、嚥下機能をつかさどる領域の一つである大脳皮質運動野の活動を可視化することに成功した。具体的には、緑色カルシウム感受性蛍光タンパク質GFP-based Calcium Calmodulin Probe (以下GCaMP)をコードする遺伝子をアデノ随伴ウイルスを用いて大脳皮質運動野に注入し発現させることで、領域イメージング法を用いて神経活動に起因するカルシウムの変化をGFPの蛍光輝度変化としてとらえることができた。
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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
マウス大脳皮質を覚醒下でin vivoイメージングする実験系を構築することができた。また、注目した同じ領域の神経活動を慢性的に繰り返しイメージングすることが高い確率で可能となり、末梢の入力や出力の変化に対する大脳の代償的変化を同じ個体で観察することが可能な実験系が整った。
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Strategy for Future Research Activity |
嚥下に関連する末梢の入出力を操作し、マウス大脳皮質第一次聴覚野の神経活動を覚醒下でとらえることで、大脳皮質運動野のTopdown機構の一旦を解明することができると考えらえる。また、入出力を変化させたときの個体の表現型にも注目し、大脳の変化との比較検討も行っていく。
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Causes of Carryover |
値引き交渉により費用が抑えられたため。 物品・試薬・実験動物など含め構築した実験系を用いて継続して研究を行っていく。
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