Anatomical analysis of premotor neuron connectivity in orofacial motor pattern generation
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22K06824
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 48010:Anatomy-related
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| Research Institution | Okayama University of Science |
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Principal Investigator |
松井 利康 岡山理科大学, 獣医学部, 准教授 (90531343)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | 運動ニューロン / 脳神経運動核 / 脳幹網様体 / コリン作動性シナプス / 介在ニューロン / コリン作動性ニューロン / プレモーターニューロン / アセチルコリン / セロトニン |
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| Outline of Research at the Start |
「哺乳類は咀嚼する脊椎動物」と言われるように，咀嚼はヒトを含めた哺乳類の生命活動に重要なパターン運動である．咀嚼には運動ニューロンの協調が必要であり，その活動調節・連携にプレモーターニューロンが出力細胞として機能する．一方，脳幹とくに網様体は複雑な入出力系をもち，咀嚼のパターン運動形成におけるプレモーターニューロンの神経回路には不明な点が多い．本研究は，コリン作動性およびセロトニン作動性プレモーターニューロンに注目し，脳幹のパターン運動形成機構におけるプレモーターニューロンの回路内での位置づけや情報伝達機序を，解剖学的視点から解明することを目的とする．
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| Outline of Annual Research Achievements |
脳幹に存在する脳神経運動核は、嚥下・吸啜・咀嚼といった出生後の生命維持に必須の運動を支配している。脳神経運動核の運動ニューロンには、コリン作動性神経やセロトニン作動性神経が投射しており、その起始細胞であるプレモーターニューロン（介在ニューロン）は運動ニューロンの協調活動の調節に関与している。昨年度は、胎子期～生後期の脳神経運動核運動ニューロンに入力するコリン作動性終末を標識・観察し、その終末数が生後0～16日にかけて経時的に増加することを見出した。そこで本年度は、コリン作動性シナプスの後部分子であるムスカリン性（M）受容体および電位依存性カリウム（Kv）チャネルの発現を解析し、その分子発現に基づいてシナプスが機能的であるかを検討した。M2受容体は胎子期から運動ニューロン細胞体で発現し、生後8日齢でコリン作動性終末のシナプス後部となる一部領域で集積を示した。一方、Kv2.1チャネルは胎子期の運動ニューロンでは発現しておらず、生後0日齢から細胞膜上で均一な分布が見られ、生後4日齢からシナプス後部での集積を示した。M2受容体、Kv2.1チャネルともに、生後2週齢以降ではコリン作動性シナプスの後部に集積が進み、運動ニューロンの細胞膜上で斑点状に局在していた。またM2受容体とKv2.1チャネルの集積は、一部の脳神経運動核の亜核で早期から起こることが明らかになった。現在、各日齢におけるコリン作動性神経終末の終末数や終末径の形態計測を進めるとともに、セロトニン作動性入力についても免疫組織化学による解析を行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
マウス胎子～乳幼子期の脳神経運動核において、運動ニューロンに入力するコリン作動性シナプスのシナプス前およびシナプス後分子の発現・局在解析を進めた。脳神経運動核に対するセロトニン作動性入力の解析は、免疫組織化学の条件検討などは終わったものの、研究が計画より遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
脳神経運動核の運動ニューロンに対するコリン作動性入力は、生後期において神経終末数や終末径が増加し、シナプス後部ではM2受容体といった機能分子の集積が経時的に起こった。またコリン作動性神経終末の分布密度は、脳神経運動核の亜核間で異なる可能性が示された。そこで次年度は、脳神経運動核の各亜核について運動ニューロンあたり入力終末数や終末径を形態計測することで、コリン作動性神経の分布密度と亜核が支配する筋群との関係性を検討する。また各日齢の脳神経運動核において、セロトニン作動性神経を標識することで、運動ニューロンに入力するセロトニン作動性終末の経時的変化を観察する予定である。さらにシナプス・アクティブゾーンのマーカーであるbassoon、神経活動マーカーであるcFosなどを用いて、コリン作動性またはセロトニン作動性プレモーターニューロンの活性とそのシナプス活動性を組織学的に検討する。
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Report
(2 results)
Research Products
(3 results)
