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顎顔面部神経障害性疼痛制御に向けた2光子励起顕微鏡による島皮質の解析

研究課題

研究課題/領域番号 16K11491
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 機能系基礎歯科学
研究機関日本大学

研究代表者

藤田 智史  日本大学, 歯学部, 准教授 (00386096)

研究分担者 崔 翼龍  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, ユニットリーダー (60312229)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワード2光子励起顕微鏡 / カルシウム・イメージング / 侵害刺激 / 下歯槽神経切断モデル / 光学計測法 / 膜電位感受性色素 / 異所性疼痛 / イメージング / 体性感覚野 / 温度感覚 / 神経障害性疼痛 / GCaMP6s / カルシウムイメージング / 島皮質 / 疼痛 / 神経科学 / 口腔生理学 / 神経障害
研究成果の概要

神経障害はしばしばアロディニア(触刺激、温度刺激でも痛みと感じる症状)等を誘発する。本研究では下歯槽神経切断モデルにおいて、主に侵害受容情報を中枢に伝える歯髄に刺激を行い、島皮質の応答を検討した。広い視野で神経活動を観察する膜電位感受性色素を用いた光学計測法では、興奮伝播の増大が観察された。個々のニューロンの活動性を記録できる2光子励起顕微鏡によるカルシウム・イメージング法では、興奮性だけでなく抑制性ニューロンの応答性が増強していることが観察された。これらのことから、侵害受容情報処理をする神経回路に可塑的な変化が誘発されていることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

神経障害はアロディニアや痛覚過敏等を誘発することが知られている。本研究では、下歯槽神経切断モデルでは疼痛の処理に関わる島皮質で、侵害刺激を受けた時の興奮伝播が、実際に増大していることが明らかとなった。また、その根底にあるメカニズムとして、単に大脳皮質で興奮性ニューロンの活動性が上がっているだけでなく、神経活動を抑制するはずの抑制性ニューロンの活動性も上がっていることが観察された。これらのことは、神経活動を抑制する機構を含めて何らかの可塑的変化が島皮質を含む大脳皮質の局所回路で起こっていることを示しており、今後、治療ターゲット候補となる可能性が考えられる。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Trigeminal nerve transection-induced neuroplastic changes in the somatosensory and insular cortices in a rat ectopic pain model2019

    • 著者名/発表者名
      Fujita S, Yamamoto K, Kobayashi M
    • 雑誌名

      eNeuro

      巻: 6 号: 1 ページ: ENEURO.0462-18.2019

    • DOI

      10.1523/eneuro.0462-18.2019

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Menthol-induced facilitation of cerebrocortical excitatory propagation induced by air puff stimulation of the nasal cavity in the rat: An optical imaging study2018

    • 著者名/発表者名
      Fujita S, Zama M, Kaneko K, Murayama S, Ohtani S, Usui M, Noma D, Tsuda H, Yamamoto K, Kobayashi M
    • 雑誌名

      Neurosci Lett

      巻: 696 ページ: 87-92

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2018.12.018

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relationship between the fluorescence intensity of rhodamine-labeled orexin A and the calcium responses in cortical neurons: An in?vivo two-photon calcium imaging study2018

    • 著者名/発表者名
      Ohtani Saori、Fujita Satoshi、Hasegawa Koki、Tsuda Hiromasa、Tonogi Morio、Kobayashi Masayuki
    • 雑誌名

      Journal of Pharmacological Sciences

      巻: 138 号: 1 ページ: 76-82

    • DOI

      10.1016/j.jphs.2018.09.005

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Experimental tooth movement temporally changes neural excitation and topographical map in rat somatosensory cortex2018

    • 著者名/発表者名
      Kaneko M, Fujita S, Shimizu N, Motoyoshi M, Kobayashi M
    • 雑誌名

      Brain Res

      巻: 1698 ページ: 62-69

    • DOI

      10.1016/j.brainres.2018.06.022

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Somatotopic Organization and Temporal Characteristics of Cerebrocortical Excitation in Response to Nasal Mucosa Stimulation With and Without an Odor in the Rat: An Optical Imaging Study2018

    • 著者名/発表者名
      Zama Manabu、Hara Yaeko、Fujita Satoshi、Kaneko Tadayoshi、Kobayashi Masayuki
    • 雑誌名

      Neuroscience

      巻: 377 ページ: 77-86

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2018.02.042

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase-dependent activity of neurons in the rostral part of the thalamic reticular nucleus with saccharin intake in a cue-guided lever-manipulation task2017

    • 著者名/発表者名
      Aoki Ryuhei、Kato Risako、Fujita Satoshi、Shimada Jun、Koshikawa Noriaki、Kobayashi Masayuki
    • 雑誌名

      Brain Res

      巻: 1658 ページ: 42-50

    • DOI

      10.1016/j.brainres.2017.01.013

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 異所性異常疼痛モデルラットにおける大脳皮質の侵害刺激受容応答の亢進2019

    • 著者名/発表者名
      藤田 智史、山本 清文、小林 真之
    • 学会等名
      第92回薬理学会年会 次世代の会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] メントールは鼻腔空気圧刺激による大脳皮質応答を増強する2018

    • 著者名/発表者名
      坐間学、小林真之、藤田智史、外木守雄
    • 学会等名
      日本味と匂学会第52回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Enhancement of responses to upper molar pulp stimulation in somatosensory and insular cortices in an ectopic pain model of the rat2018

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Fujita, Kiyofumi Yamamoto, Masayuki Kobayashi
    • 学会等名
      Oral Neuroscience 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] メントールは鼻腔空気圧刺激に対する大脳皮質応答を増強する2018

    • 著者名/発表者名
      藤田智史、坐間学、小林真之
    • 学会等名
      第60回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Correlation between fluorescent intensity of rhodamine-labeled orexin and calcium responses of neurons in the insular cortex2017

    • 著者名/発表者名
      Ohtani S, Fujita S, Kobayashi M, Hasegawa K, Tonogi M
    • 学会等名
      The 11th Sleep Respiration Forum in Hawaii combined with Hawaii Sleep Society
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 蛍光標識ペプチドの集積を利用した受容体と細胞応答の相関解明に向けた新規アプローチ2017

    • 著者名/発表者名
      大谷紗織,藤田智史,外木守雄,小林真之
    • 学会等名
      第69回日本大学歯学会総会・学術大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ラット皮質における咬筋筋紡錘刺激に応答する興奮伝播の時空間的特徴2017

    • 著者名/発表者名
      藤田智史,小林真之
    • 学会等名
      第59回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Rhodamine標識オレキシンの蛍光強度とニューロンのカルシウム応答との相関2017

    • 著者名/発表者名
      大谷紗織,藤田智史,小林真之,長谷川功紀,外木守雄
    • 学会等名
      第16回日本睡眠歯科学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ローダミン標識オレキシンを用いた島皮質ニューロンの受容体数とカルシウム応答の相関の解析2017

    • 著者名/発表者名
      藤田智史,小林真之
    • 学会等名
      第11回三叉神経領域の感覚―運動統合機構研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Changes of neural activity responding to dental pulp stimulation in an inferior alveolar nerve transection model2016

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Fujita, Risako Kato, Hiroko Nakamura, Mari Kaneko, Masayuki Kobayashi
    • 学会等名
      International Congress on Orofacial Pain
    • 発表場所
      Kanagawa Dental Association Hall (Naka-ku, Yokohama)
    • 年月日
      2016-09-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 歯科薬理学/薬理学HPはこちら - 日本大学歯学部

    • URL

      http://www2.dent.nihon-u.ac.jp/pharmacology/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 日本大学歯学部薬理学講座

    • URL

      http://www2.dent.nihon-u.ac.jp/pharmacology/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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