2019 Fiscal Year Research-status Report
光遺伝学を用いたセロトニン神経系による咀嚼運動の制御メカニズムの解明
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19K18951
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| Research Institution | Showa University |
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Principal Investigator |
壇辻 昌典 昭和大学, 歯学部, 助教 (60826634)
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2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | セロトニン神経系 / 咀嚼運動 / 光遺伝学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
セロトニン神経系は咀嚼のリズミカルな運動時に活性化し、咀嚼時の筋活動に影響する可能性がある。我々はこれまでに咬筋を支配する咬筋運動ニューロンの樹状突起上にある5-HT2A受容体の活性化がNMDA受容体の機能を亢進させて、グルタミン酸を伝達物質とする興奮性シナプス伝達を増強することを見出し、その細胞内メカニズムを明らかにした。しかし、セロトニン神経系が実際の咀嚼に影響しているのか、しているとすれば、どのように咀嚼パターンを変化させているかは不明である。そこで本研究は、これまでの結果を発展させ、近年開発された光遺伝学を利用して、咀嚼時にセロトニン神経の活動のみを亢進、あるいは抑制することで、セロトニン神経と咀嚼運動の関連性を明らかにすることを目的とする。
2019年度は、セロトニン神経特異的に光感受性タンパク質のChR2を発現させた遺伝子改変マウスを用いてセロトニンが咀嚼運動に関与するかを検討した。セロトニン神経細胞が存在する縫線核付近に光ファイバーを刺入し、セロトニン神経に光照射を行った。さらに、咀嚼筋に筋電図を装着し、筋活動を同時に記録した。自由行動下で光照射したところ、咬筋活動が増大した。また、24時間の絶食後、餌を与え、咀嚼中に光照射し、咬筋活動を解析したところ咀嚼リズムが速くなることを確認した。以上からセロトニンが咀嚼運動に関与する可能性が示唆された。
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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
セロトニン神経特異的に光感受性タンパク質のChR2を発現させた遺伝子改変マウスに用いて咀嚼運動中にセロトニン神経のみを活性化し、咀嚼運動の変化を解析することに成功した。咀嚼中にセロトニン神経を活性化すると咀嚼リズムが変化することが明らかとなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
セロトニン受容体の選択的拮抗薬を投与し咀嚼運動の変化に関与する受容体を解析する。またセロトニン神経特異的に光感受性タンパク質のArchTを発現させた遺伝子改変マウス用いてセロトニン神経を抑制した場合の咀嚼運動も解析する予定である。
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| Causes of Carryover |
2019年度に計画していた電気生理学的解析を行わなかったためその費用が掛からなかったが、2020年度に行う予定である。また継続し、実験動物維持や筋電図記録電極購入の費用が必要である。またその成果をは国内学会および海外学会で発表する予定であるため費用が必要である。
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