2020 Fiscal Year Research-status Report
呼吸困難感知覚における視床下部の役割：呼吸困難感緩和法開発のための基礎的検討
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20K19474
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| Research Institution | Uekusa Gakuen University |
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Principal Investigator |
福士 勇人 植草学園大学, 保健医療学部, 講師 (20738497)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 視床下部 / 摘出間脳下部脳幹脊髄標本 / 呼吸リズム / 呼吸困難感 / オレキシン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
呼吸困難感とは，呼吸を行うことが容易ではないという感覚，あるいは呼吸に伴う不快感・苦痛をいう．慢性閉塞性肺疾患などの呼吸器疾患に罹患した患者は，日常生活で呼吸困難感を苦痛と感じることが少なくない．呼吸困難感は，特に労作時に増強し，患者の活動量を低下させ，ひいてはQOL低下を引き起こす要因となる．そのため，患者の呼吸困難感を軽減させることは，呼吸リハビリテーション実施上，極めて重要である．しかし，現時点で呼吸困難感の知覚機序は十分には解明されておらず，呼吸困難感の緩和法も十分には確立されていない．
研究代表者は，「下部脳幹部の呼吸中枢からの出力指令であるmotor commandの上行性コピー情報が視床下部に伝わることで呼吸困難感が知覚され，呼吸困難感が知覚されるとオレキシンニューロンを含む視床下部ニューロンから下部脳幹へ神経促進性ドライブが投射され，呼吸神経出力が増強される」という呼吸フィードバック調節システムの存在を仮説として提唱し，その場合に存在するはずの「延髄で形成された呼吸活動運動指令の上行性コピー投射（運動指令随伴発射）」の実証に取り組んできた．具体的には，延髄で形成される呼吸リズムに同期して活動する視床下部の領域を同定するとともに，同定した領域が延髄呼吸リズム形成機構からの神経投射を受けていること，および同定した領域から延髄にオレキシンニューロンが投射していることを解剖学的に確認することに取り組んできた．
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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
研究計画において，本年度は摘出間脳下部脳幹脊髄標本を用いた膜電位イメージング解析，およびパッチクランプ法を用いたニューロン計測から，呼吸に同期して活動する領域の精緻な同定を進めることを目標にしてきた．また，これらの検討で同定した領域が延髄の呼吸リズム形成機構と解剖学的につながっているかを，神経学的トレーサーを用いた組織学的解析により確認することを目標にしてきた．本年度は，視床下部において呼吸リズムに同期して活動する領域を以前より精緻に同定することができ，同定した領域が延髄の呼吸リズム形成機構を含む吻側腹外側野と解剖学的につながっていることを組織学的解析により確認することができた．これらのことから，現在，本研究はおおむね順調に進展していると考える．
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画で当初目標にしていた「摘出間脳下部脳幹脊髄標本を用いた膜電位イメージング解析により，呼吸リズムに同期して活動する視床下部の領域を同定すること」に成功したので，今後は，同定した視床下部の領域と解剖学的につながっている下部脳幹部の領域の同定を進めていく予定である．
現在，呼吸リズムと同期して活動する視床下部の領域にオレキシンニューロンが存在していることが確認できているが，今後は，この領域から延髄にオレキシンニューロンが投射していることを解剖学的に確認することを目指していく．具体的には，オレキシン受容体が，呼吸調節に重要な役割を果たす延髄のpreBotzinger Complex領域やRetrotrapezoid nucleus/parafacial respiratory groupの領域で発現しているかの組織学的解析を進めていく予定である．
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた理由： 次年度使用額が生じたのは，物品費，旅費，その他の各支出額が，研究代表者の工夫により当初の予算額より抑えられたためである．
次年度使用計画： 次年度は，さらに精緻な結果を得るための実験およびその成果の発表を行う予定であり，次年度使用額は次年度に有効に使用される予定である．
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