| 研究課題/領域番号 |
19H03821
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分57010:常態系口腔科学関連
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
小林 真之 日本大学, 歯学部, 教授 (00300830)
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| 研究分担者 |
藤田 智史 日本大学, 歯学部, 教授 (00386096)
山本 清文 日本大学, 歯学部, 講師 (30609764)
中谷 有香 日本大学, 歯学部, 助教 (60781391)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2021年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2020年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2019年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
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| キーワード | 島皮質 / 可塑性 / parvalbumin陽性ニューロン / 抑制性シナプス伝達 / オプトジェネティクス / 長期増強 / 抑制性シナプス後電流 / GABA / Parvalbumin / 光遺伝学 / 抑制性ニューロン / シナプス可塑性 / 光刺激 / 抑制性シナプス / Parvalbumin陽性細胞 / 疼痛 / parvalbumin陽性細胞 / 神経障害性疼痛 / 局所神経回路 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
島皮質錐体細胞は，大脳皮質領野や大脳基底核，延髄など他の脳領域を活性化することから，同細胞の活動を調節することによって島皮質が処理する感覚入力をフィードバック制御できると考えられる。そこで本研究は，錐体細胞への抑制性入力を制御し，口腔顔面に生じる異常な痛みを抑制することを目的とする。すなわち，抑制性ニューロンであるparvalbumin陽性細胞による錐体細胞への抑制性入力のシナプス可塑性メカニズムを解明する。そしてその成果を基に，光遺伝子工学的手法を用いて抑制性入力を長期的に増強させて下歯槽神経切断ラットにおける島皮質の過度の興奮を抑えることにより神経障害性疼痛を治療する手法を開発する。
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| 研究成果の概要 |
島皮質は，口腔顔面領域における侵害情報を統合する高次脳領野であり，三叉神経の損傷によってその局所神経回路は可塑的に変化する。この可塑的変化は，末梢神経が修復された後も持続し，異所性疼痛や痛覚過敏を惹起することが明らかになってきた。そこで本研究は，parvalbumin陽性（PV）細胞から錐体細胞への抑制性シナプス伝達の長期増強を生じるメカニズムの一端を明らかにした。さらに，オプトジェネティクスによって，PV細胞を選択的に活性化することで，顔面領域への侵害刺激によって惹き起こされる逃避行動が減弱されるか検討し，島皮質PV細胞の活性化によって侵害刺激に対する逃避運動が減少することを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究における島皮質におけるPV細胞と錐体細胞間の抑制性シナプス伝達の長期増強機構の解明は，今後の様々な疼痛モデルにおける高次脳研究を行う上で，重要な学術的基盤になると考えられる。また，島皮質PV細胞の選択的活性化による顔面痛からの回避行動の抑制は，島皮質が口腔顔面痛に対して促進的に作用するという仮説を直接的に証明した点で学術的意義は大きい。このように島皮質の神経活動を光刺激によって制御することで疼痛を抑制することが可能であり、将来的には口腔顔面領域の難治性の異常疼痛の治療に応用できることを示唆しており，歯科医療における疼痛制御に対する新たな治療戦略の構築に貢献するものである。
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