| Project/Area Number |
24K23545
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
0907:Oral science and related fields
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| Research Institution | Hyogo Medical University |
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Principal Investigator |
堤 友美 兵庫医科大学, 医学部, 助教 (21003617)
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| Project Period (FY) |
2024-07-31 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 閉口筋筋紡錘感覚 / 小脳 / 三叉神経 / 神経回路トレーサー |
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| Outline of Research at the Start |
小脳は運動調節に重要と古くから考えられてきたが、咀嚼運動調節に関わる小脳内部の局所神経回路や、小脳の出力部である小脳核ニューロンから小脳外の運動ニューロンにどのように出力されるかについての神経機構は十分にはわかっていない。本研究では、閉口筋筋紡錘感覚の小脳における情報処理機構を調べ、小脳による咀嚼運動調節機構の解明に挑む。申請者はこれまで、閉口筋筋紡錘感覚が、脳幹の三叉神経上核を経て小脳皮質と小脳核の双方に入力することを明らかにしてきた。これらの結果を受けて、閉口筋筋紡錘感覚が入力する小脳皮質と小脳核の間の双方向性の神経連絡を電気生理学的ならびに形態学的手法を用いて調べる。
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| Outline of Annual Research Achievements |
顎運動の制御に小脳機能の関与が考えられているが、その詳細な神経機構は不明であった。本研究は、咀嚼筋筋紡錘感覚という1種の感覚情報に着目し、これが伝達される小脳皮質部位(単小葉B、第二脚、片葉)と小脳核部位(内側核背外側隆起、中位核背外側瘤)の間の局所神経ネットワークと、小脳核から顎運動に関与する脳幹部位への投射の解明を目標とした。
R6年度では、咀嚼筋筋紡錘感覚が入力する小脳核部位から小脳外の運動ニューロンの存在する脳幹・脊髄への遠心性投射および小脳皮質部位への投射を明らかにする実験を主に行った。小脳核部位2カ所(内側核背外側隆起、中位核背外側瘤)をそれぞれ電気生理学的に同定した後、それらに順行性神経回路トレーサーのBDAを注入した。脳切片を作成後、BDA標識神経終末の脳幹・脊髄および小脳皮質内の分布を観察した。小脳核中位核背外側瘤へ注入した結果、脳幹において三叉神経運動核への投射はほとんどなく、三叉神経運動核の前ニューロンの存在する領域に標識終末を認めたが、小脳核内側核背外側隆起へ注入した結果では三叉神経運動核およびその前ニューロンの存在する領域の両方に標識終末が認められた。また、どちらの小脳核への注入において、小脳皮質では咀嚼筋筋紡錘感覚が入力する小脳皮質部位を含む広い領域への投射が認められた。小脳核から脳幹への投射のデータをまとめ、論文を執筆し、現在投稿中である。
また、咀嚼筋筋紡錘感覚が入力する小脳皮質から小脳核への投射を調べるため、順行性神経回路トレーサーBDAを小脳皮質部位(単小葉B、第二脚、片葉)に注入する実験を進めており、結果の組織学的解析とまとめはR7年度に行う予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究では、咀嚼運動制御に関わる小脳皮質と小脳核の神経ネットワークを神経解剖学的に明らかにすることを目標としている。そのために、二つの実験を計画していた。①咀嚼筋筋紡錘感覚が入力する小脳皮質と小脳核間の相互神経連絡を明らかにする実験と、②小脳核から小脳外の運動ニューロンの存在する脳幹・脊髄への遠心性投射を明らかにする実験である。R6年度の前半に咀嚼筋筋紡錘感覚が入力する小脳核部位(内側核背外側隆起、中位核背外側瘤)への神経回路トレーサーの注入と、組織学的解析を終了した。そしてR6年度の後半には、解析から得られたデータより、②の小脳核から小脳外の運動ニューロンの存在する脳幹・脊髄への遠心性投射に関する論文を執筆し現在投稿中であり、2025年3月開催の学会Oral Neuroscienceにて口頭発表した。また、咀嚼筋筋紡錘感覚が入力する小脳皮質部位(単小葉B、第二脚、片葉)への神経回路トレーサーの注入を並行して行ったため、R7年度には①の咀嚼筋筋紡錘感覚が入力する小脳皮質と小脳核間の相互神経連絡に関するデータをまとめ、論文の執筆と学会での発表ができる見込みであるため、R6年度の研究の進捗はおおむね良好だったと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究での目標である、咀嚼筋筋紡錘感覚の小脳皮質-小脳核間神経連絡の解明および小脳核に伝達された咀嚼筋感覚の下位脳幹での運動調節機構の解明うち、小脳核に伝達された咀嚼筋感覚の下位脳幹での運動調節機構の解明は本年度中に達成できた。また、咀嚼筋筋紡錘感覚の小脳皮質-小脳核間神経連絡の解明の方も順行性トレーサーの注入実験と解析が本年度中に開始できた。この小脳皮質-小脳核間神経連絡のうち、小脳核から小脳皮質への投射の分布を十分解析することができ、咀嚼筋筋紡錘感覚が入力する小脳皮質部位を含む領域への投射が見られたので、R7年度の解析で小脳皮質から咀嚼筋筋紡錘感覚が入力する小脳核への投射のデータが得られれば、目標が達成されると考えている。現在小脳核および小脳皮質には順行性トレーサーを注入しているので、必要に応じて逆行性トレーサーを注入し、データの信頼性を高めたいと考えている。
得られたデータは論文としてまとめ、英語雑誌に投稿し公表するとともに、国内外の学会に参加して発表をしたいと考えている。
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