| 研究課題/領域番号 |
16K07003
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
神経生理学・神経科学一般
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| 研究機関 | 昭和大学 |
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研究代表者 |
鬼丸 洋 昭和大学, 医学部, 客員教授 (30177258)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2018年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | Phox2b / 呼吸リズム / トランスジェニックラット / オプトジェネティクス / チャネルロドプシン / アーチロドプシン / 吻側腹外側延髄 / 新生児ラット / 脳幹‐脊髄標本 / アーキロドプシン / 神経科学 / 新生児 / ラット |
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| 研究成果の概要 |
Phox2b遺伝子の発現制御領域下に光感受性イオンチャネル；チャネルロドプシン(ChRFR)またはアーキロドプシン (Arch)を発現させたトランスジェニックラットからの摘出脳幹－脊髄標本を用いて，延髄呼吸中枢神経回路の動作特性を解析した．光刺激は，Arch発現ラットでは呼吸リズムの抑制を，ChRFR発現ラットでは促進を引き起こした．この時Phox2b発現Pre-Iニューロンは，Arch発現ラットでは過分極を，またChRFR発現ラットでは脱分極を示した．Phox2b陰性呼吸性ニューロンの応答は，Pre-Iニューロンとのシナプス結合様式に依存した．結果より呼吸中枢神経回路のモデルを構築した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，非スライスin vitro 脳標本である新生児ラット脳幹―脊髄標本を用いた．これはオプトジェネティクスによる呼吸中枢神経回路の解析としては世界で初めての試みとなった．摘出脳幹標本は，Cre-loxP システムを用いた遺伝子組み換えによって，Phox2b 遺伝子の発現制御領域下に光感受性チャネル（アーキロドプシンおよびチャネルロドプシン）を発現させた新生児ラット（生後０－２日）から摘出した．光感受性チャネルを選択的に光刺激することによって引き起こされる呼吸リズムの変化，呼吸性ニューロンの膜電位変化などを詳細に解析することで，呼吸中枢の神経回路の動作特性が明瞭に示すことができた．
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