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排尿の脊髄中枢制御機構の解明と機能回復のための光遺伝学的神経回路制御法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 20H04043
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分59010:リハビリテーション科学関連
研究機関兵庫医科大学

研究代表者

古江 秀昌  兵庫医科大学, 医学部, 教授 (20304884)

研究分担者 神野 尚三  九州大学, 医学研究院, 教授 (10325524)
小林 憲太  生理学研究所, 行動・代謝分子解析センター, 准教授 (70315662)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
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)
2023年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
キーワード可塑性 / 排尿 / 機能亢進 / 脊髄 / 神経回路 / 副交感節前ニューロン / DREADDs / 脊髄損傷 / 自律神経 / in vivoパッチラクプ / シナプス応答 / シナプス前性 / GABA / 介在ニューロン / 神経活動の人為的操作 / 副交感神経 / 節前ニューロン / 光遺伝学 / シナプス後性 / 副交感 / 神経機構 / 神経生理 / in vivoパッチクランプ法 / 機能回復
研究開始時の研究の概要

排尿障害は神経変性疾患など中枢から末梢に至る神経因性の障害から下部尿路障害に至る様々なレベルで障害される為、その障害像を明らかにすることが重要である。そこで、排尿を指令する脊髄の中枢神経機構に着目し、未だ不明な正常排尿時の神経活動の実体や排尿脊髄回路の役割を、世界に先駆けて独自に開発した生理学的手法を用いた統合的研究により明らかにする。

研究成果の概要

排尿を指令する脊髄の中枢神経機構に着目し、正常排尿時の神経活動の実体や排尿脊髄回路の神経機構の詳細を、独自に開発した生理学的手法を用いた研究により明らかにした。マウスの膀胱機能と脊髄神経活動の同時記録を可能とする研究手法を開発し、脊髄における排尿機能を抑制する神経機構としてGABAニューロンを介した抑制能やシナプス伝達機構の詳細を明らかにした。さらに、脊髄損傷後の排尿機能の異常解析やGABAニューロンを人為的に活動操作する動物を作出し、脊髄中枢神経機能とその機能回復への影響を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

排尿の中枢機構の詳細は、最近、橋の排尿中枢の神経機構が明らかにされているが、最終的な司令塔である脊髄副交感節前ニューロンの脊髄神経機構や、脊髄損傷後の神経機構の可塑的変化は未だ不明であった。本研究において脊髄機構の詳細を明らかにしたことは、神経生理学や神経科学の基礎医学の発展に寄与できる。また、臨床においても脊髄損傷後の神経因性膀胱では下部尿路機能の改善のみならず、脊髄をターゲットにした基礎医学的成果に基づいた新規治療法の開発に貢献できる。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (18件) (うち国際共著 4件、 査読あり 18件、 オープンアクセス 17件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 8件) 備考 (4件)

  • [国際共同研究] University of Bristol(英国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Alabama at Birmingham(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Anterior cingulate cross-hemispheric inhibition via the claustrum resolves painful sensory conflict2024

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Koga, Kenta Kobayashi, Makoto Tsuda, Anthony E. Pickering, Hidemasa Furue
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 7(1):330. 号: 1 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1038/s42003-024-06008-9

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Optogenetic inhibition of spinal inhibitory neurons facilitates mechanical responses of spinal wide dynamic range neurons and causes mechanical hypersensitivity2024

    • 著者名/発表者名
      Yuka Fujiwara, Keisuke Koga, Nozomu H Nakamura, Keishi Maruo, Toshiya Tachibana, Hidemasa Furue
    • 雑誌名

      Neuropharmacology

      巻: 242:109763. ページ: 1-9

    • DOI

      10.1016/j.neuropharm.2023.109763

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hippocampal ensemble dynamics and memory performance are modulated by respiration during encoding2023

    • 著者名/発表者名
      Nozomu H. Nakamura, Hidemasa Furue, Kenta Kobayashi, Yoshitaka Oku
    • 雑誌名

      nature communications

      巻: 14(1):4391. 号: 1 ページ: 1-17

    • DOI

      10.1038/s41467-023-40139-7

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An electrophysiological method for evaluation of topical antipruritic drugs on itch-related neuronal activities in the spinal cord in hairless mice2023

    • 著者名/発表者名
      Yuhki Ueda, Daisuke Uta, Hidemasa Furue, Yoshitaka Ohtubo
    • 雑誌名

      European Journal of Pharmacology

      巻: 952:175798. ページ: 1-11

    • DOI

      10.1016/j.ejphar.2023.175798

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Voltage-gated calcium channel subunit α2δ-1 in spinal dorsal horn neurons contributes to aberrant excitatory synaptic transmission and mechanical hypersensitivity after peripheral nerve injury2023

    • 著者名/発表者名
      Koga Keisuke、Kobayashi Kenta、Tsuda Makoto、Kubota Kazufumi、Kitano Yutaka、Furue Hidemasa
    • 雑誌名

      Frontiers in Molecular Neuroscience

      巻: 16 ページ: 1-13

    • DOI

      10.3389/fnmol.2023.1099925

    • 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] Properties of Nav1.8ChR2-positive and Nav1.8ChR2-negative afferent mechanoreceptors in the hindpaw glabrous skin of mice2023

    • 著者名/発表者名
      Yamada Akihiro、Yamada Ayaka I.、Ling Jennifer、Furue Hidemasa、Luo Wenqin、Gu Jianguo G.
    • 雑誌名

      Molecular Brain

      巻: 16 (1):27 号: 1 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1186/s13041-023-01015-z

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Dermal macrophages set pain sensitivity by modulating the amount of tissue NGF through an SNX25?Nrf2 pathway2023

    • 著者名/発表者名
      Tanaka Tatsuhide、Okuda Hiroaki、Isonishi Ayami、Terada Yuki、Kitabatake Masahiro、Shinjo Takeaki、Nishimura Kazuya、Takemura Shoko、Furue Hidemasa、Ito Toshihiro、Tatsumi Kouko、Wanaka Akio
    • 雑誌名

      Nature Immunology

      巻: 24 号: 3 ページ: 439-451

    • DOI

      10.1038/s41590-022-01418-5

    • 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] マウス青斑核ニューロン活動に対するアセトアミノフェンの効果2022

    • 著者名/発表者名
      Seki Iwao、Nakamura Ayumi、Koga Keisuke、Aono Hiroyuki、Furue Hidemasa
    • 雑誌名

      PAIN RESEARCH

      巻: 37 号: 1 ページ: 16-25

    • DOI

      10.11154/pain.37.16

    • ISSN
      0915-8588, 2187-4697
    • 年月日
      2022-03-30
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural and functional properties of spinal dorsal horn neurons after peripheral nerve injury change overtime via astrocyte activation2022

    • 著者名/発表者名
      Kurabe Miyuki、Sasaki Mika、Furutani Kenta、Furue Hidemasa、Kamiya Yoshinori、Baba Hiroshi
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 25 号: 12 ページ: 105555-105555

    • DOI

      10.1016/j.isci.2022.105555

    • 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] Angular Tuning Properties of Low Threshold Mechanoreceptors in Isolated Rat Whisker Hair Follicles2022

    • 著者名/発表者名
      Yamada Akihiro、Furue Hidemasa、Gu Jianguo G.
    • 雑誌名

      eneuro

      巻: 9(6) ENEURO.0175~22.2022 号: 6 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1523/eneuro.0175-22.2022

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Excess intracellular ATP causes neuropathic pain following spinal cord injury2022

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiko Nakajima , Yuichiro Ohnishi , Masamichi Yamamoto , Daiki Setoyama , Hirohiko Imai , Tomofumi Takenaka , Mari Matsumoto , Koichi Hosomi , Yoichi Saitoh , Hidemasa Furue , Haruhiko Kishima
    • 雑誌名

      Cellular and Molecular Life Sciences

      巻: 79 号: 9 ページ: 483-483

    • DOI

      10.1007/s00018-022-04510-z

    • 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] Tmem45b is essential for inflammation- and tissue injury?induced mechanical pain hypersensitivity2022

    • 著者名/発表者名
      Tanioku Tadashi、Nishibata Masayuki、Tokinaga Yasuyuki、Konno Kohtaro、Watanabe Masahiko、Hemmi Hiroaki、Fukuda-Ohta Yuri、Kaisho Tsuneyasu、Furue Hidemasa、Kawamata Tomoyuki
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 119 号: 45 ページ: 119-119

    • DOI

      10.1073/pnas.2121989119

    • 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] 脊髄副交感節前ニューロンからのin vivo電気生理学的記録法2022

    • 著者名/発表者名
      古江秀昌、中村喜隆、中村亜由美、古賀啓祐
    • 雑誌名

      自律神経

      巻: -

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anesthesia and surgery induce a functional decrease in excitatory synaptic transmission in prefrontal cortex neurons, and intraoperative administration of dexmedetomidine does not elicit the synaptic dysfunction2021

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Yu、Fujino Yuji、Furue Hidemasa
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 572 ページ: 27-34

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2021.07.065

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A subset of spinal dorsal horn interneurons crucial for gating touch-evoked pain-like behavior2021

    • 著者名/発表者名
      Tashima Ryoichi、Koga Keisuke、Yoshikawa Yu、Sekine Misuzu、Watanabe Moeka、Tozaki-Saitoh Hidetoshi、Furue Hidemasa、Yasaka Toshiharu、Tsuda Makoto
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 118 号: 3

    • DOI

      10.1073/pnas.2021220118

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Anti-nociceptive and anxiolytic effects of systemic flupirtine and its direct inhibitory actions on in vivo neuronal mechanical sensory responses in the adult rat anterior cingulate cortex.2020

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Y, Fujino Y, Furue H.
    • 雑誌名

      Biochem Biophys Res Commun

      巻: 531(4) 号: 4 ページ: 528-534

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.07.129

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Involvement of cannabinoid type 1 receptor in fasting-induced analgesia.2020

    • 著者名/発表者名
      Lee JY, Lee GJ, Nakamura A, Lee PR, Kim Y, Won CH, Furue H, Oh SB.
    • 雑誌名

      Mol Pain

      巻: 16 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1177/1744806920969476

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] L-bupivacaine Inhibition of Nociceptive Transmission in Rat Peripheral and Dorsal Horn Neurons2020

    • 著者名/発表者名
      Uta Daisuke、Koga Kohei、Furue Hidemasa、Imoto Keiji、Yoshimura Megumu
    • 雑誌名

      Anesthesiology

      巻: 134 号: 1 ページ: 88-102

    • DOI

      10.1097/aln.0000000000003596

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 睡眠障害が疼痛行動や前帯状皮質神経活動に与える影響2024

    • 著者名/発表者名
      中野 康佑
    • 学会等名
      第101回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 睡眠障害や疼痛に対する前帯状回皮質神経活動の可塑的変化.2023

    • 著者名/発表者名
      古江秀昌
    • 学会等名
      第45回日本疼痛学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 光遺伝学的脊髄GABAニューロンの脱抑制による異常痛覚応答とa20-lリガンドによる鎮痛効果.2023

    • 著者名/発表者名
      藤原優香
    • 学会等名
      第45回日本疼痛学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 痛覚の中枢性制御機構と神経障害性疼痛薬の作用機構.2023

    • 著者名/発表者名
      古江秀昌
    • 学会等名
      第65回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 痛みの基礎研究 最近の研究について-α2δサブユニットを標的とした鎮痛・神経機構-.2023

    • 著者名/発表者名
      古江秀昌
    • 学会等名
      日本ペインクリニック学会 第57回学術集会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脳内ストレスにおける疼痛の情動神経機構2022

    • 著者名/発表者名
      古江 秀昌
    • 学会等名
      第18回日本疲労学会総会・学術集会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Action of baclofen on micturition and parasympathetic preganglionic neurons in the sacral spinal cord2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Nakamura, Ayumi Nakamura, Keisuke Koga, Hidemasa Furue
    • 学会等名
      第99回日本生理学大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 生理学的視点からの排尿のin vivo脊髄シナプス機構2021

    • 著者名/発表者名
      古江秀昌
    • 学会等名
      第74回日本自律神経学会総会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光・薬理遺伝学的手法とin vivoパッチクランプ法を組み合わせた疼痛発現およびその調節機構の解析2021

    • 著者名/発表者名
      古江 秀昌
    • 学会等名
      第43回日本疼痛学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 痛みや痒み神経のシナプス応答リアルタイム記録と中枢機構の解析2021

    • 著者名/発表者名
      古江秀昌
    • 学会等名
      「感覚研究コンソーシアム」 第2回ピッチイベント(オンライン)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 副交感節前ニューロンに誘起される感覚シナプス応答と脊髄排尿調節機構2021

    • 著者名/発表者名
      古江秀昌
    • 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 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大脳辺縁系における疼痛応答とその調節機構.2020

    • 著者名/発表者名
      古江秀昌
    • 学会等名
      第42回日本疼痛学会. オンライン開催
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 兵庫医科大学医学部生理学神経生理部門ホームページ

    • URL

      https://www.hyo-med.ac.jp/department/neurophysiol/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 兵庫医科大学 生理学神経生理部門ホームページ

    • URL

      https://www.hyo-med.ac.jp/department/neurophysiol/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 兵庫医科大学生理学神経生理部門ホームページ

    • URL

      https://www.hyo-med.ac.jp/department/neurophysiol/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 兵庫医科大学 生理学 神経生理部門ホームページ

    • URL

      https://www.hyo-med.ac.jp/department/neurophysiol/index.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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