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経血管灌流標本を用いた内臓感覚性呼吸リズム調節を実現する神経ネットワークの解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K06874
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分48020:生理学関連
研究機関島根大学

研究代表者

濱 徳行  島根大学, 学術研究院医学・看護学系, 助教 (60422010)

研究分担者 横田 茂文  島根大学, 学術研究院医学・看護学系, 准教授 (50294369)
伊藤 眞一  島根大学, 医学部, 特別協力研究員 (10145295)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード呼吸リズム / 経血管灌流標本 / 孤束核 / 光遺伝学 / 弧束核
研究成果の概要

臓器感覚の中継核である孤束核の抑制性ニューロンや興奮性ニューロンを活性化させることで呼吸周期に生じる変動を解析した。その結果,抑制性ニューロンは吸息ニューロンでもある呼吸ペースメーカーニューロンの活動を抑制することで吸息を停止し,興奮性ニューロンは呼息ニューロンを活性化することで呼吸周期を調整していることが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

呼吸は生命維持に不可欠な運動であり,その調節機構は不明な点が多い。体液のpHや肺の伸展状態といった臓器感覚による調節は重要な調節因子の一つである。これらの臓器感覚の中継核である孤束核の抑制性ニューロンや興奮性ニューロンによる呼吸調節機構を明らかにした。これにより,睡眠時無呼吸症候群といった呼吸調節機構に異常に起因する疾患の病態理解や治療法の開発に基礎的知見を提供することが期待できる。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

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 (26件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Coherence analysis of the calcium activity of putative astrocytic and neuronal cells on the L5 ventral horn and neural output in activated lumbar CPG networks2022

    • 著者名/発表者名
      Yazawa Itaru、Okazaki Shuntaro、Yokota Shigefumi、Takeda Kotaro、Fukushi Isato、Yoshizawa Masashi、Onimaru Hiroshi、Okada Yasumasa
    • 雑誌名

      Neuroscience Letters

      巻: 771 ページ: 136421-136421

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2021.136421

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optical Analysis of Acute Changes after Peripheral Nerve Injury in Spatio-Temporal Pattern of Neural Response to Forelimb Stimulation in Rat Somatosensory Cortex2020

    • 著者名/発表者名
      Hama Noriyuki、Kawai Minako、Ito Shin-Ichi、Hirota Akihiko
    • 雑誌名

      Neuroscience

      巻: 448 ページ: 85-93

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2020.09.020

    • NAID

      120007163833

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Concave-shaped transparent electrode to simultaneously monitor electrical activity from multiple sites within the optical sampling area of the intact rat cerebral cortex2019

    • 著者名/発表者名
      Hama Noriyuki、Kawai Minako、Ito Shin-ichi、Yoshida Yuki、Fujita Yasuhisa、Hirota Akihiko
    • 雑誌名

      The Journal of Physiological Sciences

      巻: 69 号: 3 ページ: 543-551

    • DOI

      10.1007/s12576-019-00663-y

    • NAID

      40021874334

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lateral parabrachial neurons innervate orexin neurons projecting to brainstem arousal areas in the rat2019

    • 著者名/発表者名
      Yosuke Arima, Shigefumi Yokota, Masashi Fujitani
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 2830-2830

    • DOI

      10.1038/s41598-019-39063-y

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] New nociceptive circuits to the hypothalamic perifornical area from the spinal cord and spinal trigeminal nucleus via the parabrachial nucleus2019

    • 著者名/発表者名
      Hirohiko Asano, Yosuke Arima, Shigefumi Yokota, Masashi Fujitani
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 512 号: 4 ページ: 705-711

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.02.153

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural and functional identification of two distinct inspiratory neuronal populations at the level of the phrenic nucleus in the rat cervical spinal cord2018

    • 著者名/発表者名
      Shinozaki Yoshio、Yokota Shigefumi、Miwakeichi Fumikazu、Pokorski Mieczyslaw、Aoyama Ryoma、Fukuda Kentaro、Yoshida Hideaki、Toyama Yoshiaki、Nakamura Masaya、Okada Yasumasa
    • 雑誌名

      Brain Structure and Function

      巻: 224 号: 1 ページ: 57-72

    • DOI

      10.1007/s00429-018-1757-3

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] LINC complex regulates the plasticity of axon initial segment2022

    • 著者名/発表者名
      Koichi Hasegawa, Takeshi K Matsui, Junpei Kondo, Shizuka Shoji, Noriyuki Hama, Ken-ichiro Kuwako
    • 学会等名
      第99回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 孤束核抑制性ニューロンによる呼吸調節に関わる神経機構の生理学的・解剖学的解析2021

    • 著者名/発表者名
      濱徳行,武田湖太郎,岡田泰昌,越谷直弘,小泉英彦,横田茂文
    • 学会等名
      第126回日本解剖学会総会・全国学術集会 第98回日本生理学会大会 合同大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 低酸素が引き起こす呼吸喚起と覚醒の神経路2021

    • 著者名/発表者名
      横田茂文, 濱徳行, 武田湖太郎, 岡田泰昌
    • 学会等名
      第126回日本解剖学会総会・全国学術集会 第98回日本生理学会大会 合同大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] マウス孤束核興奮性ニューロンによる呼吸調節機構の解析2020

    • 著者名/発表者名
      濱 徳行,横田 茂文,藤谷 昌司,岡田 泰昌,越谷 直弘,小泉 英彦
    • 学会等名
      日本生理学会 第72回中国四国地方会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 遺伝子改変動物を用いた孤束核グルタミン酸作動性ニューロンによる呼吸循環調節機構の解析2020

    • 著者名/発表者名
      横田茂文, 武田湖太郎, 濱 徳行, 有馬陽介, 藤谷昌司, 岡田泰昌
    • 学会等名
      日本生理学会 第72回中国四国地方会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 血中低酸素情報を伝達する孤束核から結合腕傍核を介して視床下部へ至る神経路2020

    • 著者名/発表者名
      横田茂文、濱 徳行、武田湖太郎、藤谷昌司
    • 学会等名
      第125回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] The pathway transmitting hypoxia information from the solitary nucleus to the hypothalamus2020

    • 著者名/発表者名
      Yokota S, Hama N, Takeda K, Fujitani M
    • 学会等名
      第97回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] A dual orexin receptor blocker suvorexant inhibits hypercapnic ventilatory augmentation2020

    • 著者名/発表者名
      Fukushi F,Yokota S,Takeda K,Terada J,Okada Y
    • 学会等名
      第97回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Decrease in the expiratory duration induced by the photostimulation of inhibitory neurons within the lateral solitary nucleus during inspiration2020

    • 著者名/発表者名
      Hama H Yokota S,Fujitani M,Okada Y, Koshiya N,Koizumi H
    • 学会等名
      第97回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Dual blockade of orexin receptors does not affect ventilation in mice2019

    • 著者名/発表者名
      Fukushi I, Yokota S, Takeda K, Terada J, Okada Y
    • 学会等名
      The 24th Congress of the Asian Pacific Society of Respirology (APSR 2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dual orexin receptor antagonism and ventilatory function in mice2019

    • 著者名/発表者名
      Fukushi I, Yokota S, Takeda K, Terada J, Okada Y
    • 学会等名
      The 48th Annual Meeting Society for Neuroscience
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of suvorexant (Belsomra(R)) on ventilation in mice2019

    • 著者名/発表者名
      Fukushi I, Yokota S, Takeda K, Okazaki S, Terada J, Okada Y
    • 学会等名
      第59回日本呼吸器学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Effects of a dual orexin receptor blocker suvorexant on breathing2019

    • 著者名/発表者名
      Fukushi I, Yokota S, Takeda K, Terada J, Okada Y
    • 学会等名
      第42回神経科学大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] The diencephalon augments respiration in the isolated diencephalon-lower brainstem-spinal cord preparations of newborn rats2019

    • 著者名/発表者名
      Fukushi I, Kono Y, Yokota S, Takeda K, Yazawa I, Onimaru H, Okada Y
    • 学会等名
      The 6th Conference of Japanese Society of Respiratory Physical Therapy
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ラット外側結合腕傍核は脳幹覚醒調節領域へ投射する視床下部オレキシン産生ニューロンを支配する2019

    • 著者名/発表者名
      有馬陽介、横田茂文、藤谷昌司
    • 学会等名
      日本解剖学会第74回中国・四国支部学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 孤束核グルタミン酸作動性ニューロンによる呼吸循環調節機構の機能的・形態学的解析2019

    • 著者名/発表者名
      横田茂文、武田湖太郎、濱 徳行、有馬陽介、藤谷昌司、岡田泰昌
    • 学会等名
      日本解剖学会第74回中国・四国支部学術集会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 孤束核抑制性投射ニューロンによる呼息相の短縮2019

    • 著者名/発表者名
      濱 徳行、横田茂文、藤谷昌司、岡田泰昌、越谷直弘、小泉英彦
    • 学会等名
      日本生理学会 第71回中国四国地方会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Function of inhibitory neurons in the solitary nucleus in the control of respiration2019

    • 著者名/発表者名
      Noriyuki Hama, Shigefumi Yokota, Masashi Fujitani, Yasumasa Okada, Naohiro Koshiya, Hidehiko Koizumi
    • 学会等名
      9th FAOPS
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 弧束核抑制性ニューロンの光遺伝学的活性化による呼吸リズム修飾2018

    • 著者名/発表者名
      濱徳行,横田茂文,藤谷昌司,岡田泰昌,越谷直弘,小泉英彦
    • 学会等名
      第41回日本神経科学学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 経血管灌流標本を用いたマウス孤束核抑制性投射ニューロンによる呼吸リズムの修飾機構の解析2018

    • 著者名/発表者名
      濱徳行,横田茂文,藤谷昌司,岡田泰昌,越谷直弘,小泉英彦
    • 学会等名
      第70回日本生理学会中国四国地方会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ラット視床下部背 内側野から延髄腹側循環中枢群に至る神経路の形態学的解析2018

    • 著者名/発表者名
      河野洋介,有馬陽介,横田茂文,鬼丸洋,福士勇人,小泉敬一,長谷部洋平,吉沢雅史,喜瀬広亮,戸田孝子,岡田泰昌
    • 学会等名
      第41回日本高血圧学会総会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Role of glutamatergic neurons in the caudal solitary nucleus in cardiorespiratory regulation2018

    • 著者名/発表者名
      Yokota S, Arima Y, Takeda K, Okada Y
    • 学会等名
      第41回神経科学大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] The role of the diencephalon in the central control of respiration investigated with the isolated diencephalon-lower brainstem-spinal cord preparation2018

    • 著者名/発表者名
      Fukushi I, Kono Y, Yokota S, Takeda K, Okazaki S, Yazawa I, Onimaru H, Okada Y
    • 学会等名
      第41回神経科学大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Anatomical connectivity from the dorsomedial hypothalamus to the ventral medullary cardiovascular regions: neural pathway mediating the descending sympathetic information2018

    • 著者名/発表者名
      Kono Y, Arima Y, Yokota S, Onimaru H, Fukushi I, Koizumi K, Hasebe Y, Yoshizawa M, Kise H, Hoshiai M, Sugita K, Toda T, Okada Y
    • 学会等名
      第41回神経科学大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Lateral parabrachial neurons innervate orexin-containing hypothalamic neurons projecting to the ventral tegmental area and dorsal raphe in the rat2018

    • 著者名/発表者名
      Arima Y, Yokota S
    • 学会等名
      第41回神経科学大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 視床下部テタヌス刺激は延髄腹側心血管調節領域の遷延性興奮を惹起する: 時空間的解剖2018

    • 著者名/発表者名
      河野洋介,岡田泰昌,有馬陽介,福士勇人,小泉敬一,長谷部洋平,吉沢雅史,喜瀬広亮,星合美奈子,杉田完爾,戸田孝子
    • 学会等名
      第54回日本小児循環器学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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