セントラルコマンドの中枢伝達経路の解明と心疾患における機能制御

• 研究課題/領域番号: 15H05367
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用健康科学
• 研究機関: 鳥取大学
• 研究代表者: 木場 智史 鳥取大学, 医学部, 准教授 (40565743)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 19,500千円 (直接経費: 15,000千円、間接経費: 4,500千円); 2017年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2016年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円); 2015年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
• キーワード: 交感神経 / 光遺伝学 / 運動 / セントラルコマンド / 交感神経活動 / 心不全 / 延髄 / 視床下部 / 中脳 / グルタミン酸 / ラット / 自律神経

研究成果の概要

運動時に大脳皮質から生じる神経信号[=セントラルコマンド(CC)]が，どのような下降路を経由して交感神経系に出力するかは不明である．本研究は，in vivo光遺伝学実験や免疫染色・神経トレース実験から，CCが生じる脳部位と交感神経をつなぐ中枢経路の解明を目指した．さらに，その中枢経路を選択的に機能制御することで，心不全において過剰である交感神経の過剰活性が改善できることを示した．

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は，CC関連脳部位を「線」で結びつけるという新しい試みから，１９世紀からの学術課題である「運動時交感神経調節の中枢メカニズムの解明」を大きく進めた．また，「脳機能制御」という心疾患に対する未来医療の創出に向けた萌芽となり得る．

研究成果

• [雑誌論文] Angiotensin II, oxidative stress, and sympathetic nervous system hyperactivity in heart failure (2018)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Koba
  • 雑誌名: Yonago Acta Medica 巻: 印刷中
  • NAID: 130007613079
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distribution of Fos-immunoreactive cells in the ventral part of rat medulla following voluntary treadmill exercise (2017)
  • 著者名/発表者名: Kumada Nao、Koba Satoshi、Hanai Eri、Watanabe Tatsuo
  • 雑誌名: Auton Neurosci 巻: 208 ページ: 80-87
  • DOI: 10.1016/j.autneu.2017.09.014
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Role played by periaqueductal gray neurons in parasympathetically mediated fear bradycardia in conscious rat (2016)
  • 著者名/発表者名: Koba, S., Inoue, R. & Watanabe, T.
  • 雑誌名: Physiological Reports 巻: 4 号: 12 ページ: e12831-e12831
  • DOI: 10.14814/phy2.12831
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Central command: brain control of the circulation during exercise. (2016)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Koba
  • 雑誌名: 自律神経 巻: 53 ページ: 118-121
  • 査読あり
• [雑誌論文] Exercise pressor reflex in health and diseases: Animal studies (2015)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Koba
  • 雑誌名: The Journal of Physical Fitness and Sports Medicine 巻: 4 号: 2 ページ: 151-160
  • DOI: 10.7600/jpfsm.4.151
  • NAID: 130005073626
  • ISSN: 2186-8123, 2186-8131
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] ホワイトノイズ音曝露によって発現上昇するラット脳内Fosタンパク質の観察 (2015)
  • 著者名/発表者名: 井上崚、木場智史、渡邊達生
  • 雑誌名: 米子医学雑誌 巻: 66(2/3) ページ: 47-51
  • NAID: 120005614452
  • 査読あり
• [学会発表] Central neural circuitries underlying sympathetic adjustments to exercise (2018)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Koba
  • 学会等名: 第95回日本生理学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] Are PVN‐RVLM neurons involved in sympathetic dysfunction in heart failure? (2018)
  • 著者名/発表者名: Eri Hanai, Satoshi Koba, Nao Kumada, Tatsuo Watanabe
  • 学会等名: 第95回日本生理学会大会
• [学会発表] Central neural mechanisms underlying sympathetic hyperactivity in heart failure (2018)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Koba
  • 学会等名: 第95回日本生理学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] Blood pressure regulation by neurons projecting from the mesencephalic locomotor region to the rostral ventrolateral medulla in rats (2018)
  • 著者名/発表者名: Nao Kumada, Satoshi Koba, Eri Hanai, Naoya Kataoka, Kazuhiro Nakamura, Tatsuo Watanabe
  • 学会等名: 第95回日本生理学会大会
• [学会発表] 中脳歩行誘発野から延髄吻側腹外側野への投射神経刺激による昇圧反応 (2017)
  • 著者名/発表者名: 熊田奈桜，木場智史，花井映里，渡邊達生
  • 学会等名: 第69回日本生理学会中国四国地方会
• [学会発表] Effect of optogenetic inhibition of PVN-RVLM neurons on sympathetic nerve activity in anesthetized rats with heart failure (2017)
  • 著者名/発表者名: Eri Hanai, Satoshi Koba, Nao Kumada, Tatsuo Watanabe
  • 学会等名: ISAN 2017 - International Society for Autonomic Neuroscience
  • 国際学会
• [学会発表] Effect of glutamate receptor blockade in RVLM on PVN stimulation-elicited sympathoexcitation in anesthetized rats (2017)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Koba, Eri Hanai, Nao Kumada, Naoya Kataoka, Kazuhiro Nakamura, Tatsuo Watanabe
  • 学会等名: ISAN 2017 - International Society for Autonomic Neuroscience
  • 国際学会
• [学会発表] Optogenetic stimulation of PVN-RVLM neurons increases sympathetic nerve activity in anesthetized rats (2017)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Koba, Eri Hanai, Nao Kumada, Naoya Kataoka, Kazuhiro Nakamura, Tatsuo Watanabe
  • 学会等名: Experimental Biology 2017
  • 国際学会
• [学会発表] 視床下部後部から視床下部室傍核への中枢経路は運動によって活性化する (2017)
  • 著者名/発表者名: 花井映里、木場智史、渡邊達生
  • 学会等名: 第93回日本生理学会大会
• [学会発表] 運動によって活性化するカテコールアミン作動性神経の延髄腹側野における分布 (2017)
  • 著者名/発表者名: 熊田奈桜、木場智史、渡邊達生
  • 学会等名: 第93回日本生理学会大会
• [学会発表] 運動時交感神経活性の中枢経路の探索 (2017)
  • 著者名/発表者名: 花井映里、熊田奈桜、木場智史、渡邊達生
  • 学会等名: 第12回環境生理プレコングレス
• [学会発表] 心不全における運動時交感神経調節の異常と酸化ストレス (2016)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Koba
  • 学会等名: 第93回日本生理学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(札幌市)
  • 年月日: 2016-03-22
• [学会発表] Caudal lateral/ventrolateral periaqueductal gray projects to the rostral ventrolateral medulla in rats (2016)
  • 著者名/発表者名: Momone Kato, Satoshi Koba, Ryo Inoue, Tatsuo Watanabe
  • 学会等名: 第93回日本生理学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(札幌市)
  • 年月日: 2016-03-22
• [学会発表] Does voluntary exercise uniformly increase Fos protein expression within paraventricular hypothalamic nucleus subdivisions in rats? (2016)
  • 著者名/発表者名: Eri Hanai, Satoshi Koba, Tatsuo Watanabe
  • 学会等名: 第93回日本生理学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター(札幌市)
  • 年月日: 2016-03-22
• [学会発表] 視床下部後部から視床下部室傍核への中枢経路は運動によって活性化する (2016)
  • 著者名/発表者名: 花井映里、木場智史、渡邊達生
  • 学会等名: 第68回日本生理学会中国四国地方会
• [学会発表] 運動トレーニングと循環中枢回路 (2016)
  • 著者名/発表者名: 木場智史、花井映里、熊田奈桜
  • 学会等名: LE2016
  • 招待講演
• [学会発表] Central efferent projections to medulla for autonomic adjustments to exercise in rats (2016)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Koba, Momone Kato, Eri Hanai, Ryo Inoue, Tatsuo Watanabe
  • 学会等名: Experimental Biology 2016
  • 国際学会
• [学会発表] セントラルコマンド：運動時の循環系の中枢制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 木場智史
  • 学会等名: 第68回日本自律神経学会大会
  • 発表場所: ウインクあいち(名古屋市)
  • 年月日: 2015-10-29
  • 招待講演
• [学会発表] Central command regulation of sympathetic nerve activity in health and heart failure (2015)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Koba
  • 学会等名: The 11th WORLD CONGRESS of the International Society for ADAPTIVE MEDICINE
  • 発表場所: 米子コンベンションセンター(米子市)
  • 年月日: 2015-05-27
  • 国際学会 / 招待講演