新規延髄呼吸性ニューロングループ(傍顔面呼吸グループ)の実体と起源の解明

• 研究課題/領域番号: 16500208
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経科学一般
• 研究機関: 昭和大学
• 研究代表者: 鬼丸 洋 昭和大学, 医学部, 助教授 (30177258)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円); 2006年度: 600千円 (直接経費: 600千円); 2005年度: 600千円 (直接経費: 600千円); 2004年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
• キーワード: 呼吸中枢 / 延髄 / ラット / リズム形成 / 顔面神経 / 中枢化学受容器 / 光学的測定 / in vitro / オピオイド / 中枢化学受容

研究概要

本研究の目的は,新規の延髄呼吸性ニューロングループ(傍顔面呼吸グループ,pFRG ; Onimaru ＆ Homma,2003)の細胞レベルでの実体(分布・形態,生理学的・薬理学的性質など)及びその役割を明らかにすることにあった.本研究期間内に明らかになったことは以下のとおりである.1)pFRGは主にPre-Iニューロンにより構成される.2)pFRG-Pre-Iニューロンは顔面神経レベルの延髄吻側部では脳軟膜直下に細胞体が存在する.3)pFRG-Pre-Iニューロンの活動はμ-opiate agonistであるDAMGOによって,抑制されない.4)pFRG-Pre-Iニューロンの活動は,顔面神経活動に反映される.5)pFRGとpre-Botzinger complex (PBC)の間で,延髄を切断すると,適当な実験条件下ではそれぞれのブロックは自発リズム活動を形成しうる.6)これらの自発リズム活動はそれぞれ,pFRG-Pre-Iニューロン及びPBC-吸息性ニューロン活動をあらわしている.7)pFRG-Pre-Iニューロンのリズムは,高カリウム濃度,持続型Na^+チャネルブロッカーriluzole,低CO2などにより抑制されるのに対し,PBC-吸息性ニューロン活動はおおむねこれと反対の性質を示した.8)正中線で延髄を半切したときに,pFRG-Pre-Iニューロンの活動は左右別々のリズムで持続するが,PBC-吸息性ニューロンの活動は停止した.以上のように,本研究は,pFRG-Pre-IとPBC-吸息性ニューロンのリズム形成の機構が本質的に異なることを明らかにし,pFRG-Pre-Iニューロンの活動は,通常あるいはそれ以下の外液カリウム濃度の条件において呼吸の基本リズムを決定している事を示唆した.

研究成果

• [雑誌論文] Spontaneous Oscillatory Burst Activity in the Piriform-Amygd ala Region and its Relation to In Vitro Respiratory Activity in Newborn Rats. (2007)
  • 著者名/発表者名: Onimaru H, Homma I.
  • 雑誌名: Neuroscience 144 ページ: 387-394
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Novel axonal projection from the caudal end of the ventro lateral medulla to the intermediolateral cell column. (2007)
  • 著者名/発表者名: Iigaya K, Kumagai H, Onimaru H, et al.
  • 雑誌名: Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 292
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Spontaneous Oscillatory Burst Activity in the Piriform-Amygdala Region and its Relation to In Vitro Respiratory Activity in Newborn Rats. (2007)
  • 著者名/発表者名: Onimaru H, Homma I.
  • 雑誌名: Neuroscience 144 ページ: 387-394
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Novel axonal projection from the caudal end of the ventrolateral medulla to the intermediolateral cell column. (2007)
  • 著者名/発表者名: Iigaya K, Kumagai H, Onimaru H, Kawai A, Oshima N, Onami T, Takimoto C, Kamayachi T, Hayashi K, Saruta T, Itoh H.
  • 雑誌名: Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 292
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Novel axonal projection from the caudal end of the ventrolateral medulla to the intermediolateral cell column. (2007)
  • 著者名/発表者名: Iigaya K, Kumagai H, Onimaru H et al.
  • 雑誌名: Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 292
• [雑誌論文] Respiration-related rhythmic activity in the rostral medulla of newborn rats. (2006)
  • 著者名/発表者名: Onimaru H, Kumagawa Y, Homma I.
  • 雑誌名: J Neurophysiol. 96 ページ: 55-61
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Mechanisms of CO2/H+ chemoreception by respiratory rhythm generator neurons in the medulla from newborn rats in vitro. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kawai A, Onimaru H, Homma I.
  • 雑誌名: J. Physiol. 527 ページ: 525-537
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The para-facial respiratory group (pFRG)/ pre-Botzinger Complex (preBotC) is the primary site of respiratory rhythm generation in the mammal. (2006)
  • 著者名/発表者名: Onimaru H, Homma I, Feldman JL, Janczewski WA.
  • 雑誌名: J Appl Physiol. 100 ページ: 2094-2095
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Respiration-related rhythmic activity in the rostral medulla of newborn rats. (2006)
  • 著者名/発表者名: Onimaru H, Kumagawa Y, Homma I.
  • 雑誌名: J Neurophysiol 96 ページ: 55-61
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Mechanisms of CO2/H+ chemoreception by respiratory rhythm generator neurons in the medulla from newborn rats in vitro. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kawai A, Onimaru H, Homma I.
  • 雑誌名: J Physiol 572 ページ: 525-537
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The para-facial respiratory group (pFRG)/ pre Botzinger Complex (preBotC) is the primary site of respiratory rhythm generation in the mammal. (2006)
  • 著者名/発表者名: Onimaru H, Homma I, Feldman JL, Janczewski WA.
  • 雑誌名: J Appl Physiol 100 ページ: 2094-2095
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Respiration-related rhythmic activity in the rostral medulla of newborn rats (2006)
  • 著者名/発表者名: Onimaru, H., Kumagawa, Y., Homma, I
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology (In press)
• [雑誌論文] Mechanisms of CO_2/H^+ chemoreception by respiratory rhythm generator neurons in the medulla from newborn rats in vitro (2006)
  • 著者名/発表者名: Kawai, A, Onimaru, H., Homma, I
  • 雑誌名: Journal of Physiology (In press)
• [雑誌論文] Optical imaging of respiratory neuron activity from the dorsal view of the lower brainstem. (2005)
  • 著者名/発表者名: Onimaru H, Homma I.
  • 雑誌名: Clinical and Experimental Pharmacology and Physiology 32 ページ: 297-301
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Developmental changes in the spatio-temporal pattern of respiratory neuron activity in the medulla of late fetal rat. (2005)
  • 著者名/発表者名: Onimaru H, Homma I.
  • 雑誌名: Neuroscience 131 ページ: 969-977
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Electrophysiological properties of rostral ventrolateral medulla neurons in ansiotensin II 1a receptor knockout mice. (2005)
  • 著者名/発表者名: Matsuura T, Onimaru H
  • 雑誌名: Hypertension 46 ページ: 349-354
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Localization and properties of respiratory neurons in the rostral pons of the newborn rat. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi S, Onimaru H, Inoue M, Inoue T, Sasa R
  • 雑誌名: Neuroscience 134 ページ: 317-325
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Facilitation of respiratory rhythm by aμ-opioid agonist in newborn rat pons-medulla-spinal cord preparations. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tanabe A, Fujii T, Onimaru H
  • 雑誌名: Neurosci Lett 375 ページ: 19-22
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cannabinoid suppressed bicuculline-induced convulsion without respiratory depression in the brainstem-spinal cord preparation from newborn rats. (2005)
  • 著者名/発表者名: Koda S, Takeda S, Onimaru H, Akada S, Sakamoto A.
  • 雑誌名: Biomed Res 26 ページ: 241-247
  • NAID: 130004903694
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Electrophysiological properties of rostral ventrolateral medulla neurons in angiotensin II la receptor knockout mice. (2005)
  • 著者名/発表者名: Matsuura T, Kumagai H, Onimaru H, Kawai A, Iigaya K, Onami T, Sakata K, Oshima N, Sugaya T, Saruta T.
  • 雑誌名: Hypertension 46 ページ: 349-54
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Homma I Developmental changes in the spatio-temporal pattern of respiratory neuron activity in the medulla of late fetal rat. (2005)
  • 著者名/発表者名: Onimaru H
  • 雑誌名: Neuroscience 131 ページ: 969-977
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Onimaru H Facilitation of respiratory rhythm by a μ-opioid agonist in newborn rat pons-medulla-spinal cord preparations. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tanabe A, Fujii T
  • 雑誌名: Neurosci Lett 375 ページ: 19-22
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Electrophysiological properties of rostral ventrolateral medulla neurons in angiotensin II 1a receptor knockout mice. (2005)
  • 著者名/発表者名: Matsuura T, Onimaru H
  • 雑誌名: Hypertension 46 ページ: 349-354
• [雑誌論文] Localization and properties of respiratory neurons in the rostral pons of the newborn rat. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi S, Onimaru H, Inoue M, Inoue T, Sasa R.
  • 雑誌名: Neuroscience 134 ページ: 317-325
• [雑誌論文] Facilitation of respiratory rhythm by a μ-opioid agonist in newborn rat pons-medulla-spinal cord preparations. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tanabe A, Fujii T., Onimaru H.
  • 雑誌名: Neuroscience Letters 375 ページ: 19-22
• [雑誌論文] Malfunction of Respiratory-Related Neuronal Activity in Na+, K+-ATPase α2 Subunit-Deficient Mice Is Attributable to Abno rmal Cl- Homeostasis in Brainstem Neurons. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ikeda K, Onimaru H, et al.
  • 雑誌名: J Neurosci 24 ページ: 10693-10701
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] In vitro visualization of respiratory neuron activity in the newborn mouse ventral medulla. (2004)
  • 著者名/発表者名: Onimaru, H., Arata, A., Arata, S., Cleary, M.L.
  • 雑誌名: Dev Brain Res 153 ページ: 275-297
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Pbx3 deficiency results in central hypoventilation. (2004)
  • 著者名/発表者名: Rhee, J.W., Onimaru, H.(7人中6番目)
  • 雑誌名: Amer. J. Pathol. 165 ページ: 1343-1350
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Tlx3 and Tlx1 are post-mitotic selector genes determining glutamatergic over GABAergic cell fates. (2004)
  • 著者名/発表者名: Cheng, L., Onimaru, H.(15人中14番目)
  • 雑誌名: Nature Neurosci. 7 ページ: 510-517
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Pbx3 deficiency results in central hypoventilation. (2004)
  • 著者名/発表者名: Rhee, J.W., Arata A., Selleri L., Jacobs Y., Arata S., Onimaru, H.Cleary M.L.
  • 雑誌名: Amer. J. Pathol 165 ページ: 1343-1350
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Kawakami K Malfunction of Respiratory-Related Neuronal Activity in Na+, K+-ATPase a2 Subunit-Deficient Mice Is Attributable to Abnormal Cl- Homeostasis in Brainstem Neurons. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ikeda K, Onimaru H, Yamada J, Inoue K, Ueno S, Onaka T, Toyoda H, Arata A, Ishikawa T, Taketo MM, Fukuda A
  • 雑誌名: J Neurosci 24 ページ: 10693-10701
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Cleary ML In vitro visualization of respiratory neuron activity in the newborn mouse ventral medulla. (2004)
  • 著者名/発表者名: Onimaru H, Arata A, Arata S
  • 雑誌名: Dev Brain Res 153 ページ: 275-279
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Ma Q Tlx3 and Tlx1 are post-mitotic selector genes determining glutamatergic over GABAergic cell fates. (2004)
  • 著者名/発表者名: Cheng L, Arata A, Mizuguchi R, Qian Y, Karunaratne A, Gray PA, Arata S, Shirasawa S, Bouchard M, Luo P, Chen CL, Busslinger M, Goulding M, Onimaru H
  • 雑誌名: Nature Neurosci 7 ページ: 510-517
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Malfunction of respiratory-related neuronal activity in Na^+, K^+-ATPase α2 subunit-deficient mice is attributable to abnormal Cl-homeostasis in brainstem neurons. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ikeda K, Onimaru H.他
  • 雑誌名: J.Neurosceince 24 ページ: 10693-10701
• [雑誌論文] In vitro visualization of respiratary neuron activity in the newborn mouse ventral medulla (2004)
  • 著者名/発表者名: Onimaru H., Arata A., 他
  • 雑誌名: Dev.Brain Res. 153 ページ: 275-279
• [雑誌論文] Tlx3 and Tlx1 are post-mitotic selector genes determining glutamatergic over GABAergic cell fates. (2004)
  • 著者名/発表者名: Cheng L., Arata, A.他
  • 雑誌名: Nature Neuroscience 7 ページ: 510-517
• [雑誌論文] Optical imaging of respiratory neuron activity from the dorsal view of the lower brainstem.
  • 著者名/発表者名: Onimaru H., Homma I.
  • 雑誌名: Clinical and Experimental Pharmacology and Physiology (in press)
• [雑誌論文] Developmental changes in the spatio-temporal pattern of respiratory neuron activity in the medulla of late fetal rat.
  • 著者名/発表者名: Onimaru H., Homma I.
  • 雑誌名: Neuroscience (in press)
• [図書] 呼吸の辞典 : 11.胎児の呼吸中枢 (2006)
  • 著者名/発表者名: 鬼丸 洋
  • 出版者: 朝倉書店
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より