2023 Fiscal Year Research-status Report
遺伝子工学を用いた孤束核嚥下ニューロンの網羅的解析
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22K09906
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| Research Institution | Showa University |
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Principal Investigator |
中山 希世美 昭和大学, 歯学部, 准教授 (00433798)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井上 富雄 昭和大学, 歯学部, 名誉教授 (70184760)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 嚥下 / 孤束核 / GCaMP / 除脳灌流標本 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
加齢や脳梗塞などの疾患に伴って起こる嚥下障害の改善は健康長寿実現のための重要課題となっている。嚥下を形成する神経回路の全貌を知ることは、嚥下機能改善の手立てを考える上で非常に重要である。本研究は、嚥下の中枢パターン発生器と考えられている延髄のニューロン群がどのように嚥下を形成しているのかという問いに答えるため、脳幹へのアプローチが容易で、嚥下機能を傷害しても標本の状態が悪化しないラット除脳灌流標本を用いて、嚥下ニューロンの活動および機能を網羅的に調べることを目的とする。2023年度には、嚥下改善効果が認められているACE阻害剤イミダプリルの効果を調べた。除脳灌流標本の咽頭部に水を注入することで誘発された嚥下の神経活動は、イミダプリルの灌流投与によって増強された。延髄孤束核に咽頭からの感覚を伝える末梢神経には、迷走神経の枝である上喉頭神経と舌咽神経がある。左右両側の舌咽神経を切断するとイミダプリルによる嚥下神経活動の増強は起こらなくなったが、上喉頭神経の切断では増強が起こった。このことから、イミダプリルによる嚥下の増強には舌咽神経を介した末梢からの感覚入力が重要な役割を果たしていることが示唆された。今後、イミダプリルの嚥下増強に関わる嚥下関連ニューロンを同定し、嚥下増強のメカニズムを明らかにするために、2022年に行なったGCaMP6fを用いた脳幹背側嚥下関連ニューロンのカルシウムイメージングを組み合わせて研究を行っていく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
今年度は、末梢神経において嚥下改善薬の効果を調べることが中心となり、脳幹内の嚥下関連ニューロンの分類や活動パターンなどまで調べることが出来なかった。そのため、当初の計画よりも研究は遅れ気味である。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度は、脳幹背側の嚥下関連ニューロンをカルシウムイメージングにより網羅的に調べる事ができたが、いくつかの問題も浮上した。一つは、孤束核の尾側でのイメージングについてである。除脳灌流標本の作成に適しているのは生後2-4週齢のラットであり、GCaMP6fの発現までにかかる日数を考えると、生後2-4日の段階でGCaMP6fを発現させるためのウイルスベクターを脳幹に注入しなければならない。しかしながら、この日齢のラットは頭蓋骨が非常に柔らかく注入部位が安定しない。もう一つは、GCaMP6fによるイメージングの時間分解能の問題である。現在は、１秒間に４回の画像取得が限界であり、活動パターンを詳しく調べるには不十分である。ラインイメージングを行う他、ブラインドパッチクランプ法も取り入れるなど、時間分解能の高い方法での解析が必要となる。また、脳幹の深い部分でのイメージングに関しては、未だ行っていないが、深部での画像取得が行える特殊な対物レンズ等が必要となるかもしれない。以上のような問題点を解決しつつ、嚥下の増強につながるような神経メカニズムを明らかにしていきたい。
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| Causes of Carryover |
今年度は、研究の推進のために消耗品を中心に研究費をほぼ予定通り使用した。しかし、昨年度、既に研究室に存在した試薬やウイルスベクターを使用し、消耗品の購入があまり無かったことで繰越金が多かったことから、次年度使用が生じた。今後、不足した試薬やウイルスベクターなどの消耗品、動物の購入および飼育費、学会発表や論文投稿の費用に使用する計画である。
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