2020 Fiscal Year Research-status Report
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20K06926
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
豊田 博紀 大阪大学, 歯学研究科, 准教授 (00432451)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 元 明海大学, 歯学部, 講師 (10432452)
加藤 隆史 大阪大学, 歯学研究科, 教授 (50367520)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | アセチルコリン / ニコチン / シナプス伝達 / GABAニューロン / EPSC / IPSC / 錐体細胞 / 局所神経回路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
島皮質は味覚の受容において非常に重要な脳部位であるが、局所神経回路がどのように動作し、味覚の受容が行われているかについては未解明な点が多い。本研究では、島皮質ニューロンに発現しているニコチン性アセチルコリン受容体に着目し、ニコチン性アセチルコリン受容体が島皮質局所神経回路の動作機構や味覚受容に果たす役割を検討することにより、島皮質における味覚情報処理の神経基盤を明らかにすることを目的とする。本年度は、ホールセルパッチクランプ記録法を用い、C57BL/6マウスの島皮質第5層錐体細胞における興奮性および抑制性シナプス伝達が、アセチルコリンやニコチンの灌流投与によりどのように修飾を受けるかを検討した。また、島皮質第5層に存在する錐体細胞や抑制性神経細胞に対してアセチルコリンやニコチンのパフ投与を行い、細胞体においてニコチン性アセチルコリン受容体が発現しているかを検討した。アセチルコリンやニコチンを灌流投与したところ、島皮質第5層錐体細胞で観察される自発性抑制性シナプス後電流（spontaneous IPSC）の発生頻度および振幅が著しく増大した。この作用は、主としてalpha4beta2型ニコチン性アセチルコリン受容体を介して生じることを明らかにした。また、自発性興奮性シナプス後電流（spontaneous EPSC）の発生頻度が増大していた。この作用においても、alpha4beta2型ニコチン性アセチルコリン受容体を介して生じることを明らかにした。さらに、アセチルコリンやニコチンのパフ投与の結果、約3割の第5層錐体細胞の細胞体において、機能的ニコチン性アセチルコリン受容体の発現が認められた。Non fast-spiking neuronにおいては、主にalpha4beta2型ニコチン性アセチルコリン受容体が発現していることを明らかにした。
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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
本年度は、島皮質第5層錐体細胞における興奮性および抑制性シナプス伝達が、アセチルコリンやニコチンの灌流投与により増大することを見出した。味覚受容の際、島皮質においてアセチルコリンの放出が増大することが知られている。このことから、島皮質における味覚情報処理において、ニコチン性アセチルコリン受容体が重要な役割を果たしているものと考えられる。本年度は、ニコチン性アセチルコリン受容体が味覚情報処理において重要な役割を果たす可能性を示唆する所見を得ることができたことから、本研究課題はおおむね順調に進展していると評価できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
島皮質第5層錐体細胞のみならず、島皮質第3層および第6層錐体細胞において、興奮性および抑制性シナプス伝達が、アセチルコリンやニコチンの灌流投与によりどのように修飾されるかを明らかにする。また、島皮質第3層および第6層のニューロン（錐体細胞、FS細胞、非FS細胞）において、ニコチン性アセチルコリン受容体電流を観察し、ニコチン性アセチルコリン受容体の分布を検討する。
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| Causes of Carryover |
国内および国外の学会にて研究成果の発表を予定していたが、オンライン学会となったため、国内および国外の旅費が不必要となった。また、消耗品の購入が予定より若干少なかったことがあげられる。使用計画としては、ホールセルパッチクランプ記録や組織化学実験を行うための試薬の費用および実験動物の費用に充てる予定である。
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