一次感覚ニューロンにおける興奮性制御機構

• 研究課題/領域番号: 18500310
• 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・筋肉生理学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 姜 英男 大阪大学, 大学院・歯学研究科, 教授 (50177755)
• 研究分担者: 齋藤 充 大阪大学, 大学院・歯学研究科, 助教 (50347770) ; 佐藤 元 大阪大学, 大学院・歯学研究科, 助教 (10432452)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 3,910千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 210千円); 2007年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2006年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
• キーワード: 持続性Na電流 / 活動電位生成 / 三叉神経中脳路核 / リルゾール / テトロドトキシン / QX-314 / 軸索初節 / 逆伝播

研究概要

近年、大脳皮質錐体細胞において、細胞体に与えられた脱分極により近位軸索に存在する持続性Na電流が活性化されることが報告されたが、活動電位の生成に関与するかにについては不明であった。そこで我々は、細胞体の脱分極に応じて幹軸索で生じた活動電位が細胞体へと逆伝播することが明らかとなっている三叉神経中脳路核一次感覚ニューロン(MTNニューロン)において、持続性Na電流が活動電位生成に関与する可能性を、ラット脳幹スライス標本を用いて検討した。
リルゾール(10μM)及びTTX(10nM)を灌流投与すると、活動電位の波形はほとんど変わることなく、活動電位の発生が遅延し、閾膜電位が段階的に上昇した。細胞体と軸索小丘(AH)における同時記録を行ないながらTTX(50nM)を投与すると、細胞体の脱分極による活動電位生成は遅延した一方で、AHから細胞体へめ逆伝播に要する時間は変化しなかった。この所見から、活動電位生成の遅延が幹軸索内で生じていることが示唆された。更に、細胞体のパッチ電極内液にリドカインの膜不透過性アナログQX-314を投与し、AHの電極にはQX-314を含まない標準内液を充填して同時記録を行なうことで、細胞体からAHへと低下する細胞内QX-314濃度勾配を形成すると、ホールセル形成からの時間経過に伴い、AHで記録される活動電位(AHスパイク)の生成遅延の増加に伴って、振幅及び最大電位上昇率(MRR)も低下したが、細胞体で記録される活動電位(Sスパイク)では、その生成遅延の増加に伴う振幅及びMRRの低下は小さかった。このことは、軸索スパイクのQX-314に対する感受性が最も高く、その減衰をSスパイクよりもAHスパイクの方がより正確に反映することを示しており、逆伝播における所見とも一致する。
以上の結果から、MTNニューロンにおいて、低電位活性化型持続性Na電流が幹軸索における活動電位生成に関与することが強く示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Differential Columnar Processing in Local Circuits of Barrel and Insular Cortices (2008)
  • 著者名/発表者名: Sato, H., et. al.
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 28(in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] cGMP activates a pH-sensitive leak K^+ current in the presumed cholinergic neuron of basal forebrain. (2008)
  • 著者名/発表者名: Toyoda, H., et. al.
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 99(in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential columnar processing in local circuits of barrel and insular cortices (2008)
  • 著者名/発表者名: Sato, H., Shimanuki, Y., Saito, M., Toyoda, H., Nokubi, T., Maeda, Y., Yamamoto, T., Kang, Y
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 28 ページ: 3076-3089
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] cGMP activates a pH-sensitive leak K' current in the presumed cholinergic neuron of basal forebrain (2008)
  • 著者名/発表者名: Toyoda, H., Saito, M., Sato, H., Dempo, Y., Ohashi, A., Hirai, T., Maeda, Y., Kaneko, T., Kang, Y
  • 雑誌名: ournal of Neuroplrysiology 99 ページ: 2126-2133
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Nitric oxide activates leak K^+ currents in the presumed cholinergic neuron of basal forebrain. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kang, Y., et. al.
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 98 ページ: 3397-3410
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] The involvement of persistent Na^+ current in spike-initiation in primary sensory neurons of the rat mesencephalic trigeminal nucleus (2007)
  • 著者名/発表者名: Kang, Y., et. al.
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 97 ページ: 2385-2393
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nitric oxide activates leak K^+ currents in the presumed cholinergic neuron of basal forebrain (2007)
  • 著者名/発表者名: Kang, Y., Dempo, Y., Ohashi, A., Saito, M., Toyoda, H., Sato, H., Koshino, H., Maeda, Y., Hirai, T
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 98 ページ: 3397-3410
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Involvement of persistent Na' current in spike initiation in primary sensory neurons of the rat mesencephalic trigeminal nucleus (2007)
  • 著者名/発表者名: Kang, Y., Saito, M., Sato, H., Toyoda, H., Maeda, Y., Hirai, T., Bae, Y.C
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 97 ページ: 2385-2393
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The involvement of persistent Na^+ current in spike-initiation in primary sensory neurons of the rat mesencephalic trigeminal nucleus (2007)
  • 著者名/発表者名: Kang, Y. et al.
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology (in press)
• [雑誌論文] Two opposing roles of 4-AP-sensitive K^+ current in initiation and invasion of spikes in rat mesencephalic trigeminal neurons (2006)
  • 著者名/発表者名: Saito, M., et. al.
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 96(4) ページ: 1887-1901
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional roles of 5-HT_<3/4> receptors in neurons of rat dorsal motor nucleus of the vagus (2006)
  • 著者名/発表者名: Fukushi, E., et. al.
  • 雑誌名: Neuroscience 141(2) ページ: 675-685
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two opposing roles of 4-AP-sensitive K current in initiation and invasion of spikes in rat mesencephalic trigeminal neurons (2006)
  • 著者名/発表者名: Saito, M., Murai, Y., Sato, H., Bae, Y.C., Akaike, T., Takada, M., Kang, I
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 96 ページ: 1887-1901
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Functional roles of 5-HT_3/4 receptors in neurons of rat dorsal motor nucleus of the vagus (2006)
  • 著者名/発表者名: Fukushi, E., Saito, M., Sato, H., Endo, T, Hamaue, N., Hirafuji, M., Minami, M., Kang, Y
  • 雑誌名: Neuroscience 141 ページ: 675-685
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Two opposing roles of 4-AP-sensitive K^+ current in initiation and invasion of spikes in rat mesencephalic trigeminal neurons (2006)
  • 著者名/発表者名: Saito, M. et al.
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 96(4) ページ: 1887-1901
• [雑誌論文] Functional roles of 5-HT_<3/4> receptors in neurons of rat dorsal motor nucleus of the vagus (2006)
  • 著者名/発表者名: Fukushi, E. et al.
  • 雑誌名: Neuroscience 141(2) ページ: 675-685
• [学会発表] Differential involvement of GABAergic inhibition in intra-columnar and inter-columnar communication between barrel and insular cortices (2008)
  • 著者名/発表者名: Kang, Y.
  • 学会等名: 2nd International Conference of Neurons and Brain Disease
  • 発表場所: University of Toronto, Toronto, Canada
  • 年月日: 2008-08-30
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Phospholipase C-related catalytically inactive protein(PRIP)regulates GABA_A responses in the barrel cortex (2007)
  • 著者名/発表者名: Hirao, K., et. al.
  • 学会等名: Society for Neuroscience 37th Annual Meeting
  • 発表場所: San Diego Convention Center, San Diego, CA, USA
  • 年月日: 2007-11-05
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Phospholipase C-related catalytically inactive protein (PRIP) regulates GABAA responses in the barrel cortex (2007)
  • 著者名/発表者名: Hirao, K., Ogawa, T., Toyoda, IL, Saito, M., Sato, H., Kanematsu, T., Hirata, M., Kang, Y
  • 学会等名: Society for Neuroscience 37th Annual Meeting
  • 発表場所: an Diego Convention Center, San Diego, CA, USA
  • 年月日: 2007-11-05
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Phospholipase C-related catalytically inactive protein (PRIP) regulates GABA_A, responses in the barrel cortex (2007)
  • 著者名/発表者名: Hirao, K., et. al.
  • 学会等名: Society for Neuroscience 37th Annual Meeting
  • 発表場所: San Diego Convention Center, San Diego, CA, USA
  • 年月日: 2007-11-05
• [学会発表] Nitric oxide activates TASK1-like leak K^+ channels in the presumed cholinergic neuron of basal forebrain (2007)
  • 著者名/発表者名: Toyoda, H., et. al.
  • 学会等名: Society for Neuroscience 37th Annual Meeting
  • 発表場所: San Diego Convention Center, San Diego, CA, USA
  • 年月日: 2007-11-04
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Nitric oxide activates leak K^+ currents in the presumed cholinergic neuron of basal forebrain (2007)
  • 著者名/発表者名: Sato, H., et. al.
  • 学会等名: Society for Neuroscience 37th Annual Meeting
  • 発表場所: San Diego Convention Center, San Diego, CA, USA
  • 年月日: 2007-11-04
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Nitric oxide activates TASKI-like leak K channels in the presumed cholinergic neuron of basal forebrain (2007)
  • 著者名/発表者名: Toyoda, H., Saito, M., Sato, H., Dempo, Y., Ohashi, A, Hirai, T., Maeda, Y, Kaneko, T., Kang, Y
  • 学会等名: Society for Neuroscience 37th Annual Meeting
  • 発表場所: San Diego Convention Center, San Diego, CA, USA
  • 年月日: 2007-11-04
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Interaction between h-channels and glutamate receptor channels in the mesencephalic trigeminal neurons (2007)
  • 著者名/発表者名: Sato, H., et. al.
  • 学会等名: 第30回 日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2007-09-12
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Roles of phospholipase C-related inactive protein(PRIP)in modulating GABA_A IPSC_S (2007)
  • 著者名/発表者名: Toyoda, H., et. al.
  • 学会等名: 第30回 日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2007-09-11
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Roles of phospholipase C-related inactive protein (PRIP) in modulating GABA_AIPSC_s (2007)
  • 著者名/発表者名: Toyoda, H., et. al.
  • 学会等名: 第30回 日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2007-09-11
• [学会発表] Differential involvement of GABA_A IPSP_s in inter-columnar communication in the barrel and insular cortices (2007)
  • 著者名/発表者名: Saito, M., et. al.
  • 学会等名: 第30回 日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2007-09-10
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Differential involvement of GABA_AIPSP_s in inter-columnar communication in the barrel and insular cortices (2007)
  • 著者名/発表者名: Saito, M., et. al.
  • 学会等名: 第30回 日本神経科学大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2007-09-10
• [学会発表] ラット三叉神経中脳路核ニューロンに発現するGABA_A受容体分子の輸送におけるPKCの関与 (2007)
  • 著者名/発表者名: 齋藤 充, 他
  • 学会等名: 第48回 歯科基礎医学会
  • 発表場所: 北海道大学(北海道札幌市)
  • 年月日: 2007-08-31
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] 咬合力の超精細調節を可能にする神経回路の秘密 (2007)
  • 著者名/発表者名: 姜 英男
  • 学会等名: 第18回 日本咀嚼学会学術大会
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンター(大阪府吹田市)
  • 年月日: 2007-08-25
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Interaction between hyperlarization-activated channels and glutamtereceptor channels in neurons of the mesencephalic trigeminal nucleus (2007)
  • 著者名/発表者名: Saito, M., et. al.
  • 学会等名: 第84回 日本生理学会大会
  • 発表場所: 大阪国際交流センター(大阪府大阪市)
  • 年月日: 2007-03-22
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Modulation of GABA IPSCs by phospholipase C-related inactive protein-1/2(PRIP-1/2)in the barrel cortex (2007)
  • 著者名/発表者名: Toyoda, H., et. al.
  • 学会等名: 第84回 日本生理学会大会
  • 発表場所: 大阪国際交流センター(大阪府大阪市)
  • 年月日: 2007-03-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Differential involvement of GABA_A IPSPs in inter-columnar communication in the barrel and insular cortices (2007)
  • 著者名/発表者名: Sato, H., et. al.
  • 学会等名: 第84回 日本生理学会大会
  • 発表場所: 大阪国際交流センター(大阪府大阪市)
  • 年月日: 2007-03-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] A key role of the mesencephalic trigeminal neuron in modulating mastication (2006)
  • 著者名/発表者名: Kang, Y.
  • 学会等名: The 6th Congress of the Federation of Asian and Oceanian Physiological Societies
  • 発表場所: JW Marriott Hotel, Seoul, Korea
  • 年月日: 2006-10-17
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Differential involvement of GABA_A IPSPs in intercolumnar communication in the barrel and insular cortices (2006)
  • 著者名/発表者名: Kang, Y., et. al.
  • 学会等名: Society for Neuroscience 36th Annual Meeting
  • 発表場所: Georgia World Congress Center, Atlanta, GA, USA
  • 年月日: 2006-10-16
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Differential involvement of GABAA IPSPs in intercolumnar communication in the barrel and insular cortices (2006)
  • 著者名/発表者名: Kang, Y., Shimanuki, Y., Saito, M., Sato, H., Toyoda, H
  • 学会等名: Society for Neuroscience 36th Annual Meeting
  • 発表場所: Georgia World Congress Center, Atlanta, GA, USA
  • 年月日: 2006-10-16
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] 三叉神経中脳路核ニューロンにおけるhチャネルとグルタミン酸受容体チャネルの相互作用 (2006)
  • 著者名/発表者名: 齋藤 充, 他
  • 学会等名: 第48回 歯科基礎医学会大会
  • 発表場所: 鶴見大学(神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2006-09-22
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] ラット軟口蓋体性感覚の大脳皮質での情報処理機構 (2006)
  • 著者名/発表者名: 奥田 義彦, 他
  • 学会等名: 第48回 歯科基礎医学会大会
  • 発表場所: 鶴見大学(神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2006-09-22
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] 三叉神経運動核咬筋領域内のα及びγ運動ニューロンの電気生理学的分類 (2006)
  • 著者名/発表者名: 太田 雅裕, 他
  • 学会等名: 第48回 歯科基礎医学会大会
  • 発表場所: 鶴見大学(神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2006-09-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] 顎口腔感覚入力による上肢外転筋運動単位動員阻害 (2006)
  • 著者名/発表者名: 佐藤 元, 他
  • 学会等名: 第48回 歯科基礎医学会大会
  • 発表場所: 鶴見大学(神奈川県横浜市)
  • 年月日: 2006-09-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] ラット三叉神経運動核咬筋領域内に存在するα及びγ運動ニューロンの電気生理学的分類 (2006)
  • 著者名/発表者名: 太田 雅裕, 他
  • 学会等名: 第99回 近畿生理学談話会
  • 発表場所: 大阪歯科大学(大阪府枚方市)
  • 年月日: 2006-09-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] 嚥下に関与するラット軟口蓋体性感覚の大脳皮質での情報処理様式 (2006)
  • 著者名/発表者名: 奥田 義彦, 他
  • 学会等名: 第99回 近畿生理学談話会
  • 発表場所: 大阪歯科大学(大阪府枚方市)
  • 年月日: 2006-09-21
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] ラット大脳皮質味覚野における情報処理の特異性 (2006)
  • 著者名/発表者名: 島貫 靖士, 他
  • 学会等名: 第115回 日本補綴歯科学会学術大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンターSORA(北海道札幌市)
  • 年月日: 2006-07-09
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] A possible key role of mesencephalic trigeminal neurons in α-γ linkage during mastication (2006)
  • 著者名/発表者名: Kang, Y.
  • 学会等名: International Mastication Symposium-A Satellite Symposium of the IADR 84th General Session
  • 発表場所: Brisbane, Australia
  • 年月日: 2006-06-26
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] A possible key role of mesencephalic trigeminal neurons in a-y linkage during mastication (2006)
  • 著者名/発表者名: Kang, Y
  • 学会等名: International Mastication Symposium -A Satellite Symposium of the IADR 84th General Session
  • 発表場所: Brisbane, Australia
  • 年月日: 2006-06-26
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [学会発表] Voluntary teeth clenching suppresses motor unit recruitment during increasing isometric muscle contractions on the arm abduction (2006)
  • 著者名/発表者名: Sato, H., et. al.
  • 学会等名: 84th General Session & Exhibition of the IADR
  • 発表場所: Brisbane, Australia
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [学会発表] Voluntary teeth clenching suppresses motor unit recruitment during increasing isometric muscle contractions on the ann abduction (2006)
  • 著者名/発表者名: Sato, H., Saito, M., Kang, Y
  • 学会等名: 84th General Session & Exhibition of the IADR
  • 発表場所: Brisbane, Australia
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [図書] 基礎歯科生理学 第5版 (2008)
  • 著者名/発表者名: 森本 俊文, 他 編
  • 総ページ数: 466
  • 出版者: 医歯薬出版株式会社
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [備考] 「研究成果報告書概要(和文)」より
  • URL: http://www.dent.osaka-u.ac.jp/~phys/
• [備考]
  • URL: http://www.dent.osaka-u.ac.jp/~phys/