2014 Fiscal Year Annual Research Report
光刺激を用いた入力線維の選択的活性化による運動ニューロン序列動員神経機構の解明
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24659825
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
姜 英男 大阪大学, 歯学研究科(研究院), 教授 (50177755)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 元 大阪大学, 歯学研究科(研究院), 助教 (10432452)
齋藤 充 大阪大学, 歯学研究科(研究院), 講師 (50347770)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | サイズの原理 / 序列動員 / 等尺性収縮 / 運動ニューロン / 入力抵抗 / Ia感覚神経入力 / TASK / 一酸化窒素 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
筋張力制御の基本機構として、Henneman（1985）により確立された「サイズの原理」として知られる運動ニューロンの序列動員が挙げられる。筋の等尺性収縮運動時には、運動ニューロンのサイズの小さいものから順に動員されると想定されている。これは、一定の興奮性シナプス電流に対し、入力抵抗の大きい小型運動ニューロンにはより大きなシナプス後電位が生じ、活動電位の閾膜電位により到達し易いためであると理解されている。しかし、どの入力により等尺性収縮が引き起こされるかは明らかではない。咀嚼運動においても、Ia感覚神経入力が、中枢パタン生成器からの入力とともに重要視されている。しかし、これまで、それらの入力系を選択的に活性化し、α運動ニューロンの序列動員を直接観察することに成功したという報告はない。マウス坐骨神経運動ニューロンにチャネルロドプシン-2を発現させた標本に光刺激を与えて序列動員を観察した報告がなされた（Michael et al., Nature Medicine, 2010）。そこで、本研究におて、チャネルロドプシン-2を運動ニューロンへのシナプス入力系に発現させて、Ia感覚神経入力と中枢パタン生成器からの入力のいずれが序列動員により寄与するかを明らかにすることを企画した。しかし、チャネルロドプシン-2の選択的発現を誘導する有力なプロモーターを見出すことができず、光刺激法によるデータを得ることはできなかった。その一方で、電気刺激法によるデータの蓄積が進み、Ia入力により序列動員が効率的に生じることをほぼ確定することができた。また、我々はTASK1が一酸化窒素により活性化されることを初めて報告したが、それとは対照的に、TASK3チャネルは一酸化窒素により抑制を受けることを明らかにした。この結果、序列動員のスピードが一酸化窒素の働きにより調節される可能性が明らかになった。
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Research Products
(21 results)
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[Journal Article] Generation of resonance-dependent oscillation by mGluR-I activation switches single spiking to bursting in mesencephalic trigeminal sensory neurons2015
Author(s)
Chung, G., Saito, M., Kawasaki, Y., Kawano, T., Yin, D., Lee, S., Kogo, M., Takada, M., Bae, Y., Oh, S.B & Kang, Y.
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Journal Title
European Journal of Neuroscience
Volume: 41
Pages: 998-1012
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Enhanced lateral inhibition in the barrel cortex by deletion of phospholipase C-related catalytically inactive protein-1/2 in mice2015
Author(s)
Toyoda, H., Saito, M., Sato, H., Kawano, T., Kawakami, S., Yatani, H., Kanematsu, T., Hirata, M. & Kang, Y.
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Journal Title
Pflugers Arch – European Journal of Physiology
Volume: in press
Pages: -
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Enhanced desensitization followed by unusual resensitization in GABA(A) receptors in phospholipase C-related catalytically inactive protein-1/2 double-knockout mice2015
Author(s)
Toyoda, H., Saito, M., Sato, H., Tanaka, T., Yatani, H., Kawano, T., Kanematsu, T., Hirata, M. & Kang, Y.
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Journal Title
Pflugers Arch – European Journal of Physiology
Volume: 467
Pages: 267-284
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Teeth clenching reduces arm abduction force2014
Author(s)
Sato, H., Kawano, T., Saito, M., Toyoda, H., Maeda, Y., Turker, KS. & Kang, Y.
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Journal Title
Experimental Brain Research
Volume: 232
Pages: 2281-2291
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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