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2016 Fiscal Year Annual Research Report

周産期における胎動性・呼吸性運動と睡眠覚醒機構の関連性と発達過程の解明

Publicly Offered Research

Project AreaConstructive Developmental Science; Revealing the Principles of Development from Fetal Period and Systematic Understanding of Developmental Disorders
Project/Area Number 15H01587
Research InstitutionHyogo Medical University

Principal Investigator

荒田 晶子  兵庫医科大学, 医学部, 准教授 (00266082)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Keywords橋結合腕傍核 / 呼吸性活動 / 胎動性活動 / リズム協調性 / セロトニン / オレキシン / グリシン / 睡眠覚醒リズム
Outline of Annual Research Achievements

オレキシンの胎動性・呼吸性活動に対する反応性を、オレキシンが発達初期から投射している場所の一つであり、睡眠覚醒機構の要である橋結合腕傍核レベルで調べた。また、呼吸性活動と胎動性活動、さらに睡眠覚醒リズムによる相互連関を調べるため、睡眠覚醒に重要とされているセロトニンによる呼吸や胎動に対する反応性や呼吸と胎動のリズム協調性を解析した。
胎生18日齢では、胎動性活動に対してオレキシンは抑制を示し、呼吸性活動については促進を示した。胎生20日ラットでは、オレキシンにより呼吸リズムが促進された(胎生20日齢では胎動性活動は見られない)。胎生期にもオレキシンが反応している可能性が示唆された。オレキシンにより、呼吸性活動の助長と胎動性活動の抑制がみられることより、胎生期から覚醒フェーズの形成が始まることが示唆された。また、呼吸と胎動のリズムはセロトニンにより活性化し、胎動-呼吸のリズムが同調するが、その同調現象には橋がないと成り立たないこと、光学的測定法で胎動性活動が入力している部位には橋結合腕傍核があり、そこに存在する5-HT1Aレセプターを介してお互いの協調運動が成立していることが、我々の実験結果により判明した。
さらに、妊娠ラットによる胎児の活動も調べたところ、胎生17日から胎生19日までは、胎動性活動の中でも全身を使った大きな運動が多くみられ、胎生20日以降では、全身性運動は消失し、手や足を動かす部分的な運動が見られた。これは、摘出脳幹-脊髄標本で得られた胎動性活動の発達経過とよく似ていることや、ヒト胎児22-24週の胎動性活動との共通点が明らかとなり、ラットとヒトの胎動性活動を指標とした相互相関性を見つけることに成功した。以上の結果より、ラット摘出脳幹-脊髄標本の胎動性活動と呼吸性活動における睡眠覚醒による反応性をヒト胎児の研究と関連付けて研究する事が可能となる手法を見い出した。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (21 results)

All 2018 2017

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Eye movement activity in normal human fetuses between 24 and 39 weeks of gestation2017

    • Author(s)
      Okawa Hikohiro、Morokuma Seiichi、Maehara Kana、Arata Akiko、Ohmura Yoshiyuki、Horinouchi Takashi、Konishi Yukuo、Kato Kiyoko
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 12 Pages: e0178722

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0178722

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 自律神経系の感覚統合核としての橋結合腕傍核2017

    • Author(s)
      荒田晶子、中山栗太、吉田千晃
    • Journal Title

      神経内科

      Volume: 87 Pages: 1-10

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Parabrachial neurons play a role in pain-respiratory response in the neonatal brainstem-spinal cord-unilateral forelimb preparation2018

    • Author(s)
      Sotatsu Tonomura, Yoko Fujiwara-Tsukamoto, Koichi Noguchi, Akiko Arata
    • Organizer
      第95回 日本生理学会大会(高松)
  • [Presentation] The properties of spontaneous spinal activity in isolated spinal cord preparation from neonatal rat2018

    • Author(s)
      Chiaki Uchida, Hirotaka Ooka, Sotatsu Tonomura, Akiko Arata
    • Organizer
      第95回 日本生理学会大会(高松)
  • [Presentation] The developmental changes of rat fetal movement in the ultrasonic tomographic analysis using non-anesthesia pregnant rat in late fetal stage2018

    • Author(s)
      Yuri Ishii, Masaharu Sakano, Hiroaki Imakita, Akira Tamaki, Akiko Arata
    • Organizer
      第95回 日本生理学会大会(高松)
  • [Presentation] Relationship between sensory stimulation and respiration in isolated neonatal rat brainstem-spinal cord preparation2018

    • Author(s)
      Hiroaki Imakita, Akira Tamaki, Akiko Arata
    • Organizer
      第95回 日本生理学会大会(高松)
  • [Presentation] 胎生期における自発性活動の感覚-運動連関の発達2017

    • Author(s)
      荒田 晶子
    • Organizer
      第17回日本赤ちゃん学会(久留米)
    • Invited
  • [Presentation] Analysis of respiratory-body movement interaction in the Parabrachial nucleus of developmental stage2017

    • Author(s)
      Akiko Arata, Sotatsu Tonomura, Suguru Iwano, Toshiki Noma, Hedeki Shimomura, Akira Tamaki
    • Organizer
      第40回日本神経科学学会
  • [Presentation] Developmental changes of tongue movement induced by D/L valine on the taste circuit during perinatal period2017

    • Author(s)
      Kurita Nakayama, Chiaki Yoshida, Seiichi Morokuma, Akiko Arata
    • Organizer
      第40回日本神経科学学会
  • [Presentation] Properties of the neurons responded by respiration and noxious stimulation in the parabrachial nucleus in pons-medulla-spinal cord preparation2017

    • Author(s)
      Sotatsu Tonomura, Koichi Noguchi, Akiko Arata
    • Organizer
      第40回日本神経科学学会
  • [Presentation] Vocalization-respiration mode switching mechanism exists in the Parabrachial nucleus2017

    • Author(s)
      Akiko Arata
    • Organizer
      ISAN-ISNR2017 (Nagoya)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Serotonin modulates synchronization between respiration and fetal movement in the pons2017

    • Author(s)
      Ooka H, Uchida C, Tonomura S, Ohmura Y, Arata A
    • Organizer
      International Society for Autonomic Neuroscience(ISAN2017, Nagoya)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Analysis of spontaneous fetal movement generator at the segmentation in the spinal cord2017

    • Author(s)
      Uchida C, Ooka H, Tonomura S, Arata A
    • Organizer
      International Society for Autonomic Neuroscience(ISAN2017, Nagoya)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The interaction between respiratory rhythm and body movement in the Parabrachial nucleus in the developmental stage2017

    • Author(s)
      Akiko Arata, Chiaki Uchida, Hirotaka Ooka, Suguru Iwano, Toshiki Noma, Sotatsu Tonomura, Akira Tamaki
    • Organizer
      第60回 日本神経化学会大会(仙台)
  • [Presentation] Serotonin induced synchronization to both respiratory rhythm and body movement2017

    • Author(s)
      Hirotaka Ooka, Chiaki Uchida, Akiko Arata
    • Organizer
      第60回 日本神経化学会大会(仙台)
  • [Presentation] Optical imaging of fetal movement-like activity in the spinal cord2017

    • Author(s)
      Chiaki Uchida, Hirotaka Ooka, Sotatsu Tonomura, Akiko Arata
    • Organizer
      第9回 光操作研究会(仙台)
  • [Presentation] 周産期における胎動性活動と呼吸性活動における アドレナリンの作用2017

    • Author(s)
      荒田 晶子
    • Organizer
      第21回 活性アミンに関するワークショップ(京都)
  • [Presentation] Sensory-motor interaction in the Parabrachial nucleus for relationship between body movement and respiration2017

    • Author(s)
      Akiko Arata, Suguru Iwano, Toshiki Noma, Sotatsu Tonomura, Akira Tamaki
    • Organizer
      Neuroscience 2017(Washington DC)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The lateral parabrachial neurons contribute to pain-respiratory coordination in pons-medulla-spinal cord preparation2017

    • Author(s)
      S. Tonomura, M. Tanaka, K. Noguchi, A. Arata
    • Organizer
      Neuroscience 2017(Washington DC)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 新生ラット摘出脊髄標本における自発活動の特性2017

    • Author(s)
      内田千晶、大岡裕隆、外村宗達、荒田晶子
    • Organizer
      第110回近畿生理学談話会(神戸)
  • [Presentation] 胎生期における自発性活動の感覚-運動連関の発達2017

    • Author(s)
      荒田 晶子
    • Organizer
      日本発達神経科学学会 第6回学術集会(大阪)
    • Invited

URL: 

Published: 2018-12-17  

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