Measurement platform of nano-vibration in the cochlea for understanding the pathogenesis in deafness model mice

• Project/Area Number: 18H02950
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 56050:Otorhinolaryngology-related
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 任 書晃 新潟大学, 医歯学系, 准教授 (80644905)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 吉川 欣亮 公益財団法人東京都医学総合研究所, ゲノム医科学研究分野, プロジェクトリーダー (20280787) ; 太田 岳 新潟大学, 医歯学系, 助教 (30790571) ; 崔 森悦 新潟大学, 自然科学系, 研究准教授 (60568418) ; 日比野 浩 新潟大学, 医歯学系, 教授 (70314317)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000); Fiscal Year 2020: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2019: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2018: ¥8,970,000 (Direct Cost: ¥6,900,000、Indirect Cost: ¥2,070,000)
• Keywords: 蝸牛 / ナノ振動 / 基底板 / 位置ずれ / マウス / 内耳 / レーザー干渉計

Outline of Annual Research Achievements

昨年度動作確認をおこなったDual SPM干渉計を動物実験に応用した。マウスを対象とした動物実験を実行したが、計測対象である感覚上皮帯の顕微鏡下での目視が困難を極めたため、以前に成功していたモルモットを対象とした計測へと変更した。微小振動パラメータである「振幅」と「位置ずれ」を、正常時、死後の2つの状況で同時計測することに世界で初めて成功した。さらに、感覚上皮帯に存在する「外有毛細胞」の機能を阻害する薬物を投与し、この時には「振幅」の軽度減弱に伴い、「位置ずれ」がほぼ完全に消失することが明らかとなった。これら確度の高い実験データの取得により、「位置ずれ」には、「外有毛細胞」の機能が関わることが初めて実験により証明された。年度の後半は、これらの内容を欧文科学雑誌に投稿することを目標に、論文作成を行った。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

計測対象動物をマウスからモルモットへ変更したが、この適切な判断により迅速に計測結果を収集することができ、計画２年目にもかかわらず、論文投稿への準備をほぼ終えることができたため。

Strategy for Future Research Activity

欧文科学雑誌への投稿を進めていくとともに、Dual SPM干渉計を用いたマウスでの振動計測は困難であることが判明してきたため、異なるアプローチから難聴モデル動物を対象とした計測へ再度挑戦する。具体的には、当教室で利用可能な高性能光コヒーレンス断層撮影装置（en-face OCT, SCSD-OCT）を利用したいと考えている。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Imperial College London(英国)
• [Journal Article] Characterisation of the static offset in the travelling wave in the cochlear basal turn (2020)
  • Author(s): T. Ota, F. Nin, S. Choi, S. Muramatsu, S. Sawamura, G. Ogata, M. P. Sato, Kat. Doi, K. Doi, T. Tsuji, S. Kawano, T. Reichenbach, and H. Hibino
  • Journal Title: Pflugers Archiv Volume: 472 Pages: 1-11
  • DOI: 10.1007/s00424-020-02373-6
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] 内耳感覚上皮帯のナノ振動 (2019)
  • Author(s): 太田 岳、任 書晃、日比野 浩
  • Journal Title: Clinical Neuroscience Volume: 37 Pages: 1479-1480
• [Journal Article] 感音難聴治療のための聴覚生理の新知見 (2019)
  • Author(s): 任 書晃、太田 岳、日比野 浩
  • Journal Title: JOHNS Volume: 36 Pages: 10-14
• [Journal Article] 内耳蝸牛の感覚上皮帯におけるナノ振動計測を志向したOCT (2019)
  • Author(s): 任 書晃
  • Journal Title: 光学 Volume: 48 Pages: 160-163
• [Presentation] 内耳の感覚上皮帯を構成する有毛細胞のナノ動態の同定日本薬理学会北部会 (2019)
  • Author(s): 任 書晃、太田 岳、崔 森悦、日比野 浩
  • Organizer: 日本薬理学会北部会
• [Presentation] Contribution of nonecitable epithelial tissue in the inner ear to an electrical response used for clinical diagnosis of hearing disorders. (2019)
  • Author(s): 張 奇、任 書晃、吉田 崇正、太田 岳、日比野 浩
  • Organizer: 日本薬理学会北部会
• [Presentation] 内耳の感覚上皮帯を構成する外有毛細胞のナノ動態の同定 (2019)
  • Author(s): 任 書晃、太田 岳、崔 森悦、日比野 浩
  • Organizer: 中部日本生理学会
• [Presentation] 改良型レーザ干渉計による内耳蝸牛の感覚上皮帯ナノ振動測定 (2018)
  • Author(s): 太田 岳、崔 森悦、任 書晃、日比野 浩
  • Organizer: 第28回日本耳科学会総会・学術講演会
• [Presentation] 内耳の感覚上皮帯に生じるナノ振動の抽出とその調節機構の検討 (2018)
  • Author(s): 太田 岳、任 書晃、崔 森悦、日比野 浩
  • Organizer: 第92回日本薬理学会年会
• [Presentation] Detection of an atypical motion in cochlear sensory epithelium. (2018)
  • Author(s): Ota T, Nin F, Choi S, Hibino H.
  • Organizer: 9th FAOPS Federation of the Asian and Oceanian Physiological Societies Congress.
  • Int'l Joint Research