Exploration of the underlying mechanisms of spatial homeostasis in the gustatory cortex and elucidation of the pathology of taste disorders

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K09761
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56050:Otorhinolaryngology-related
• Research Institution: Dokkyo Medical University
• Principal Investigator: YASUHIRO TANAKA 獨協医科大学, 医学部, 教授 (40266648)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 穐吉 亮平 獨協医科大学, 医学部, 准教授 (80572859)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 大脳皮質味覚野 / 味覚障害 / 味覚情報処理 / 神経回路 / 2光子顕微鏡

Outline of Final Research Achievements

We created a model of zinc-deficiency taste disorder, which is the most common in clinical medicine, administering D-penicillamine to wild-type mice. In addition, to elucidate the mechanisms of taste processing in the gustatory cortex, we established an experimental system that enables real-time and repetitive spatial response evoked by taste stimuli using two photon calcium imaging. We injected adeno-associated virus in layer 2/3 in the gustatory cortex to visualize neuronal activity. Furthermore, we also established an experimental system that enables high-resolution morphological observation of the surface on tongue in vivo. Therefore, it has become possible to observe the neuro-dynamics in the gustatory cortex in zinc-deficiency taste disorder, in ageing, and in systemic disease model mice.

Free Research Field

耳鼻咽喉科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

味覚障害を呈する患者数は年々増え続けているものの、実地臨床では原因がわからないことも多い。その理由は大脳を含めた味覚の情報処理のメカニズムが未解明であることが挙げられる。今回の成果により、生体マウスにおいて味覚刺激による大脳の反応が単一細胞レベルで観察できるようになり、味覚情報処理のメカニズムの一端を解明することができた。今後、様々な病態モデルマウスを用いて味覚情報処理の恒常性が破綻した際の大脳の変容過程を解析することが可能となる。以上から、味覚障害に対する新しい検査法や治療手段を提案できる基礎データが蓄積され、今後の応用研究につながる可能性を示すことができた。