2021 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 | ニコチン受容体 / アセチルコリン / GABA / 島皮質 / シナプス / 神経回路 / 錐体細胞 / 興奮性シナプス伝達 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
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、C57BL/6マウスの島皮質第3層および第6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3層および第6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どうかを検討した。島皮質第6層錐体細胞から記録されるsEPSCの頻度及び振幅は、ニコチン受容体の活性化により増加したが、第3層錐体細胞から記録されるsEPSCの頻度及び振幅は変化しなかった。島皮質第3層および6層錐体細胞から記録されるsIPSCの頻度及び振幅は、ニコチン受容体の活性化により増加していた。これらの増加は、α4β2ニコチン受容体拮抗薬であるDHβE（dihydro β erythroidine）により抑制された。さらに、アセチルコリンやニコチンのパフ投与の結果、第3層錐体細胞においては、ニコチン受容体電流は観察されなかったが、第6層錐体細胞では、脱感作が遅いα4β2型のニコチン受容体電流が観察された。島皮質第3層および6層では、約半数のFS細胞において、α7型のニコチン受容体電流が観察された。また、島皮質第3層および6層では、殆どの非FS細胞において、α4β2型のニコチン受容体電流が観察され、一部の非FS細胞において、α7型のニコチン受容体電流が観察された。
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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
本年度は、島皮質第3層錐体細胞における興奮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変化しないが、島皮質第6層錐体細胞におけるシナプス伝達および島皮質第3層および6層錐体細胞における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。このことから、島皮質におけるシナプス伝達は、層特異的に調節を受ける可能性が示唆された。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調節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 |
マウス島皮質ニューロンのシナプス可塑性（長期増強・長期抑制）が、ニコチン受容体の活性化によりどのように修飾されるかを明らかにする。特に、興奮性および抑制性シナプス伝達が、層特異的に調節を受ける可能性が示唆されることから、シナプス可塑性においても層特異的な制御が生じるかどうかを明らかにする
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| Causes of Carryover |
国内外の学会にて研究成果の発表を予定していたが、日本生理学会大会以外はオンライン学会となったため、旅費が不必要になった。また、想定していた消耗品量が少なく済んだことが挙げられる。使用計画には、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、実験動物の経費、国外・国内旅費および論文印刷費が含まれる。
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