味覚の発達を支える島皮質における摂食促進因子のシナプス伝達修飾作用

2015 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26861801
• Research Institution: Nihon University
• Principal Investigator: 武井 浩樹 日本大学, 歯学部, 助教 (50632543)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 島皮質 / オレキシンＡ / オレキシンンＢ

Outline of Annual Research Achievements

大脳皮質島領野（島皮質）は一次味覚野として知られている。島皮質は摂食中枢である視床下部と密な神経連絡が存在する。したがって、味覚と食欲の情報は島皮質で統合されていると考えられる。そこで、本研究では、主要な摂食促進因子であるオレキシンおよびMeranin concentrating hormon（MCH）の島皮質における局所神経回路に対する修飾作用を明らかにすることを目標とする。
Venus蛍光タンパク遺伝子ノックインラット、いわゆるVenus発現ラットから島皮質を含む脳スライス標本を通法によって作製する。複数のニューロンからパッチクランプ法によって同時に記録し、シナプス結合が存在するニューロンペアを見つける。シナプス前ニューロンに脱分極性パルスを与え活動電位を発生させることによって誘発した単一性興奮性シナプス後電流（EPSC）ならびに抑制性シナプス後電流（IPSC）を記録し、その振幅がオレキシン投与によってどのように変化するか検討した。
オレキシンAを100 nM投与した際にFast spiking cell（FS）→Pyramidal cell（Pyr）で発生したIPSCの振幅は増加した。また300 nMのオレキシンA投与でもFS→PyrでのIPSC振幅は増加傾向であった。オレキシンBを100 nM投与した際もFS→PyrでのIPSCの振幅は増加した。
上記の結果より、オレキシンは島皮質の局所神経回路において抑制的に作用する可能性が示唆された。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

本研究は多チャンネル同時ホールセル・パッチクランプ法を用い、摂食促進因子であるオレキシンンおよびMCHの大脳皮質島領野（島皮質）における局所神経回路に対する修飾作用の解明をの目的とする。
島皮質の複数ニューロンから同時記録を行い、シナプス前ニューロンへの刺激によりシナプス後電流を誘発させてオレキシン投与によりその振幅がどのように変化するを検討する。
オレキシン投与により抑制性シナプス後電流の振幅が増加することが確認できた。しかし、オレキシン受容体のアンタゴ二ストであるSB334867とJNK10397049それぞれとオレキシンを共投与した際にオレキシン単独投与でみられた振幅の増加が発現するかについては現在検討中である。
オレキシンによるシナプス後電流の変化がどちらの受容体を介して生じているかが解明できていないため、平成26・27年度の研究実施計画である「島皮質におけるオレキシンよる局所神経回路への修飾作用の解明」は現段階では遅れていると考える。

Strategy for Future Research Activity

本研究の目標が「味覚の発達を支える島皮質における摂食促進因子のシナプス伝達修飾作用の解明」である。
平成26・27年度と同様にVenus蛍光発現ラットを用い島皮質を含む急性脳スライス標本を作製する。GABA作動性ニューロンはVenus蛍光タンパクが発現しているため抑制性ニューロンを容易に同定できる。複数のニューロンより同時ホールセル記録し、シナプス前ニューロンに脱分極性パルスを与え活動電位を発生させることにより、シナプス後ニューロンに単一性の興奮性または抑制性シナプス後電流を誘発させる。
まずは、オレキシンンとそのアンタゴ二ストを共投与した際のシナプス後電流の振幅の変化をみて、オレキシンがどの受容体を介してシナプス後電流に対して修飾作用を示すのかを明らかにする。
次に、オレキシンと同様に摂食促進因子であるMCHを投与した際のシナプス後電流の振幅の変化をみて、MCHの島皮質における局所回路への修飾作用について解明する。