2008 Fiscal Year Annual Research Report
呼吸リズムパターン形成に関わる頸髄呼吸神経回路網の全容解明
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20590218
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
岡田 泰昌 Keio University, 医学部, 准教授 (80160688)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
越久 仁敬 兵庫医科大学, 医学部, 教授 (20252512)
横田 茂文 島根大学, 医学部, 助教 (50294369)
三分一 史和 千葉大学, 工学研究科, 助教 (30360647)
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| Keywords | 呼吸調節 / 呼吸神経回路網 / 脊髄 / 頚髄 / 横隔神経核 / 呼吸リズム形成 / 呼吸パターン形成 / 膜電位イメージング |
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| Research Abstract |
頚髄呼吸神経回路網は、横隔膜を駆動する横隔神経出力を形成するが、研究代表者らは脳幹部呼吸神経回路網とともに呼吸リズムの形成にも関与しているとの仮説を提唱し、呼吸リズムパターン形成における頚髄呼吸神経回路網の役割についてその全容の解明を目指した。平成20年度には主に新生ラット摘出脳幹脊髄標本を用いた実験を行い、C1-C2レベルの高位頚髄の呼吸神経細胞群についてそれら細胞の形態と機能を詳細に解析し、新しい呼吸神経細胞群・high cervical spinal cord respiratory neuron group (HCRG)を発見し、報告を行った(Oku et al. 2008; Okada et al. 2009)。すなわち、膜電位イメージング法およびパッチクランプ法により、C1-C2レベルの高位頚髄の断面腹側部分に吸息性活動を有する新たな神経細胞集団を見出した。さらに運動神経細胞を染めるcholineacetyl transferase免疫染色により、同部に運動神経細胞ととともに介在神経細胞が存在することを示し、これら介在神経細胞が呼吸調節神経ネットワークに組み込まれていることを示した。また、C3-C5の横隔神経核レベルの呼吸神経細胞群について、膜電位イメージング法により、その活動の時空間的パターンを詳細に解析し、国内外の学会で発表した。これらの成果は、未だ解明がなされていない呼吸リズム形成機構について、延髄のみでなく、高位頚髄の呼吸神経細胞群(HCRG)が関与していることを示唆した。また、呼吸出力の最終的なパターン形成に関与する横隔神経細胞群の機能と解剖について、詳細な知見を提供することとなり、呼吸調節機構の解明に大きく貢献した。
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