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"痛み"認知における,高次視床核を介した大脳皮質シンクロ活動の関与と除痛への応用

研究課題

研究課題/領域番号 19K10058
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57010:常態系口腔科学関連
研究機関鹿児島大学

研究代表者

倉本 恵梨子  鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 助教 (60467470)

研究分担者 大野 幸  鹿児島大学, 医歯学域鹿児島大学病院, 講師 (00535693)
後藤 哲哉  鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 教授 (70253458)
柏谷 英樹  鹿児島大学, 医歯学域医学系, 講師 (70328376)
杉村 光隆  鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 教授 (90244954)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード高次視床核 / 視床後核群 / 大脳皮質体性感覚野 / 島皮質 / 痛覚 / 大脳皮質 / シンクロ活動 / 認知機能 / 痛み
研究開始時の研究の概要

本研究では、高次視床核の一つ、後部POが、侵害刺激に応じて活性化し、体性感覚野と島皮質のシンクロ活動を引き起こすことで“痛み”の認知を生じているかどうかを、形態学的・電気生理学的に明らかにする。さらには、このシンクロ活動の制御をターゲットとした、慢性疼痛の新たな治療法の提案を目指し、以下の2点について研究をおこなう。
(1)外傷後有痛性ニューロバチーにおいて、後部PO、そして体性感覚野と島皮質のシンクロ活動が増強しているか?
(2)後部POの活性化が、後部PO・体性感覚野・島皮質のシンクロ活動を生じるか?
そして、これが痛みを引き起こすか?

研究成果の概要

本研究では、高次視床核の一つである後核群が、体性感覚野で処理される識別感覚と、島皮質で処理される不快感という、分割された2種類の情報を統合することで、”痛み”の認知を生じるという仮説を検証する。
2種類のアデノ随伴ウイルスを用いて、マウス三叉神経脊髄路核から視床を経て大脳皮質に至る神経経路を選択的に標識し、その結果、少なくとも2種類の経路が存在することを発見した。さらに、マウスの三叉神経脊髄路核に光活性化チャネル(ChR2)を発現するアデノ随伴ウイルスを感染させ、これを刺激するためのLEDと、神経活動を記録するための電極の埋入を行い、光刺激によりマウスに痛み関連行動を誘発することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

従来から、視床は、末梢感覚を大脳皮質に伝える中継場所と考えられていた。そのため痛覚研究の多くが、視床を情報伝達の中継地点として捉えた研究である。しかし視床は大脳皮質と強く相互結合していることから、認知機能においては大脳皮質だけでなく視床も含めた回路として考える必要がある。
最近、連合皮質と相互結合している高次視床核は、情報を中継するだけではなく、皮質間のシンクロ活動を促進し、認知・記憶などの高次脳機能を実現しているという報告がなされ、注目を集めている。本研究が遂行されれば、高次視床核の新たな機能が明らかになり、また、慢性疼痛の治療法の選択肢の幅が広がることで、社会に大きく貢献できる。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Institute for Experimental Medicine/Hungarian Academy of Aciences/Thalamus Research Laboratory(ハンガリー)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Lab of Thalamus Research/Institute of Experimental Medicine/Budapest(ハンガリー)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Lab of Thalamus Research/Institute of Experimental Medicine/Budapest(ハンガリー)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Circadian rhythm of PERIOD2::LUCIFERASE expression in the trigeminal ganglion of mice.2023

    • 著者名/発表者名
      1.Yukie Shirakawa, Sachi N. Ohno, Kanae A. Yamagata, Kazuaki Yamagata, Eriko Kuramot, Yoshiaki Oda, Takahiro J. Nakamura, Wataru Nakamura and Mitsutaka Sugimura.
    • 雑誌名

      Frontiers in Neuroscience

      巻: - ページ: 1142785-1142785

    • DOI

      10.3389/fnins.2023.1142785

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A novel system to analyze oral frailty of mice.2023

    • 著者名/発表者名
      Goto T, Kuramoto E, Kitawaki A.
    • 雑誌名

      Aging (Albany NY).

      巻: 15 号: 7 ページ: 2362-2363

    • DOI

      10.18632/aging.204568

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reduced Autophagy in Aged Trigeminal Neurons Causes Amyloid β Diffusion2023

    • 著者名/発表者名
      Sonoda R, Kuramoto E, Minami S, Matsumoto SE, Ohyagi Y, Saito T, Saido T, Noguchi K, Goto T
    • 雑誌名

      Journal of Dental Research

      巻: ー

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a system to analyze oral frailty associated with Alzheimer's disease using a mouse model.2022

    • 著者名/発表者名
      Kuramoto E, Kitawaki A, Yagi T, Kono H, Matsumoto SE, Hara H, Ohyagi Y, Iwai H, Yamanaka A, Goto T.
    • 雑誌名

      Front Aging Neurosci.

      巻: 14 ページ: 935033-935033

    • DOI

      10.3389/fnagi.2022.935033

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 遺伝子工学を用いた神経結合の可視化2022

    • 著者名/発表者名
      倉本恵梨子
    • 雑誌名

      臨床神経科学

      巻: 6

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Local Connections of Pyramidal Neurons to Parvalbumin-Producing Interneurons in Motor-Associated Cortical Areas of Mice2021

    • 著者名/発表者名
      Kuramoto Eriko、Tanaka Yasuhiro R.、Hioki Hiroyuki、Goto Tetsuya、Kaneko Takeshi
    • 雑誌名

      eneuro

      巻: 9 号: 1 ページ: 1-20

    • DOI

      10.1523/eneuro.0567-20.2021

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Method for Labeling and Reconstruction of Single Neurons Using Sindbis Virus Vectors2019

    • 著者名/発表者名
      Eriko Kuramoto
    • 雑誌名

      Journal of Chemical Neuroanatomy

      巻: 100 ページ: 101648-101648

    • DOI

      10.1016/j.jchemneu.2019.05.002

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 三叉神経節の神経-免疫系システム2019

    • 著者名/発表者名
      後藤哲哉、千堂良造、岩井治樹、倉本恵梨子、山中淳之
    • 雑誌名

      別冊BIO Clinica

      巻: 8 ページ: 137-142

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 頭頚部の侵害性感覚受容に関わる マウス三叉神経系について、アデノ随伴ウイルスベクターを用いた研究2023

    • 著者名/発表者名
      倉本恵梨子、柏谷英樹、大野幸、岩井治樹 、山中淳之 、後藤哲哉
    • 学会等名
      第128回 日本解剖学会総会 全国学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] アデノ随伴ウイルスベクターを用いた、マウス三叉神経脊髄路核から視床に投射するニューロンの特異的標識と光活性化2023

    • 著者名/発表者名
      倉本恵梨子、岩井治樹 、山中淳之 、後藤哲哉
    • 学会等名
      第64回 歯科基礎医学学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] アルツハイマー病モデルマウスを使った口腔フレイル解析システムの開発2022

    • 著者名/発表者名
      後藤哲哉, 倉本恵梨子, 北脇綾乃, 河野博史, 松本信英, 原 博満, 八木孝和, 大八木保政, 岩井治樹, 山中淳之
    • 学会等名
      第41回日本認知症学会学術集会 第37回日本老年精神医学会 合同開催
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 神経細胞の可視化技術と解析法の紹介2022

    • 著者名/発表者名
      倉本恵梨子
    • 学会等名
      第127回 日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 逆行性トレーサーと組織透明化技術の組み合わせによるラット三叉神経節の三次元体部位局在の解明2021

    • 著者名/発表者名
      福島 慎, 倉本 恵梨子, 千堂 良造, 岩井 治樹, 山中 淳之, 杉村 光隆, 後藤 哲哉
    • 学会等名
      合同大会;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
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] アルツハイマー病モデルマウス 3xTg-AD の三叉神経系における病理所見と咀嚼運動についての研究2021

    • 著者名/発表者名
      北脇 綾乃, 江崎 治喜代, 小田 陽菜乃, 勝山 晃生, 木下 輝樹, 須佐 愛, 谷口 諒圭, 倉本 恵梨子, 齋藤 充, 河野 博史, 八木 孝和, 松本 信英, 原 博満, 岩井 治樹, 山中 淳之, 後藤 哲哉
    • 学会等名
      合同大会;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
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Distinct functional and morphological properties of the frontal and parietal layer 5 corticothalamic pathways.2020

    • 著者名/発表者名
      Eriko Kuramoto, Hajnelka Bokor, Nora Hadinger, Emilia Bosz, Boglarka Toth, Csaba David, Gergely Komlosi, Gordon Shepherd,
    • 学会等名
      Gordon Research Conference, "Thalamocortical Interaction"
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] アルツハイマー病モデルマウスの三叉神経核で認められた神経病理と、その咀嚼機能に対する影響について2019

    • 著者名/発表者名
      倉本恵梨子、齋藤充、八木孝和、Ashis Dhar, 岩井治樹、山中淳之、松本信英、原博満、後藤哲哉
    • 学会等名
      第13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
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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