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光遺伝学的手法による島皮質から腕傍核への投射経路の機能解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K16938
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分57010:常態系口腔科学関連
研究機関日本大学

研究代表者

中谷 有香  日本大学, 歯学部, 助教 (60781391)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード島皮質 / 腕傍核 / 口腔顔面領域 / 痛み / オプトジェネティクス / パッチクランプ / 扁桃体 / 視床 / 疼痛 / 光遺伝学的手法 / シナプス伝達
研究開始時の研究の概要

痛みには弁別系と情動系が存在する。痛み情報の伝達経路の中継点である腕傍核は,弁別系経路である視床の腹側基底核群と不快な情動形成に関わる扁桃体への投射が報告されている。一方,口腔顔面領域における侵害情報処理に関与する島皮質から腕傍核へ投射するニューロンの存在が報告されており,腕傍核において侵害情報を修飾すると推定されるが,腕傍核において弁別系と情動系どちらを増強するのかは不明である。そこで本研究では,腕傍核における視床および扁桃体に投射するニューロンを同定して島皮質からの下行性投射がどちらを増強させるのか,すなわち弁別系と情動系のどちらを増強させるのかについて光遺伝学的手法を用いて明らかにする。

研究成果の概要

口腔顔面領域における侵害情報は三叉神経脊髄路核尾側亜核に入力する。その後,腕傍核や視床を介して一次体性感覚野、島皮質そして扁桃体など様々な神経核に情報が伝達される。一方,島皮質は腕傍核に下行性投射することが解剖学的に報告されているが,実際にその機能については不明である。そこで本研究では、光遺伝学的手法を用いて腕傍核に対する島皮質の役割を解析することを目的とした。
研究成果として,島皮質からの下行性投射線維はSp5Cから投射を受ける腕傍核腹外側部におけるニューロンとシナプス形成していることを認めた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

痛みは傷害から身体を守るために必須の感覚で,組織損傷が正常に治癒するにしたがって消失する。しかし,一部の患者においては器質的な問題がないにも関わらず,慢性痛と呼ばれる有害な痛みや不快な感覚が持続することがある。歯科医療において埋伏智歯の抜歯などによって生じた下歯槽神経の損傷によって気質的変化を伴わない慢性痛を訴えて来院する患者は少なくない。最近これら慢性痛の原因の一つに,中枢神経系における可塑的変化が関与していると考えられている。島皮質→腕傍核の下行性投射が口腔顔面領域における侵害情報伝達の調節に関与する可能性が本研究で示唆された。以上は慢性痛に対する新規治療の開発の基盤となる可能性がある。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2023 2022 2021

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 (5件)

  • [雑誌論文] Descending projections from the insular cortex to the trigeminal spinal subnucleus caudalis facilitate excitatory outputs to the parabrachial nucleus in rats.2023

    • 著者名/発表者名
      Nakaya Y, Yamamoto K, Kobayashi M
    • 雑誌名

      PAIN

      巻: 164 号: 3 ページ: 157-173

    • DOI

      10.1097/j.pain.0000000000002755

    • 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] Insular cortical descending projections facilitate neuronal responses to noxious but not innoxious stimulation in rat trigeminal spinal subnucleus caudalis.2023

    • 著者名/発表者名
      Nakaya Y, Iwata K, Kobayashi M
    • 雑誌名

      Brain Res

      巻: 804 ページ: 148248-148248

    • DOI

      10.1016/j.brainres.2023.148248

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Insulin facilitates synaptic transmission via gap junctions between fast-spiking interneurons in the rat insular cortex2023

    • 著者名/発表者名
      Kosukegawa S, Nakaya Y, Kobayashi S, Kitano K, Matsumura S, Ogisawa S, Zama M, Motoyoshi M, Kobayashi M
    • 雑誌名

      Journal of Oral Science

      巻: 65 号: 2 ページ: 77-80

    • DOI

      10.2334/josnusd.22-0438

    • ISSN
      1343-4934, 1880-4926
    • 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] Neural Subtype-dependent Cholinergic Modulation of Neural Activities by Activation of Muscarinic 2 Receptors and G Protein-activated Inwardly Rectifying Potassium Channel in Rat Periaqueductal Gray Neurons2022

    • 著者名/発表者名
      Sugawara Shiori、Nakaya Yuka、Matsumura Sachie、Hirose Kensuke、Saito Yasuhiko、Kaneko Ryosuke、Kobayashi Masayuki
    • 雑誌名

      Neuroscience

      巻: 506 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2022.10.012

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differential regulation of medium spiny and cholinergic neurons in the nucleus accumbens core by the insular and medial prefrontal cortices in the rat2021

    • 著者名/発表者名
      Hirose Kensuke、Nakaya Yuka、Kitano Kohei、Saito Yasuhiko、Kaneko Ryosuke、Yanagawa Yuchio、Yamamoto Kiyofumi、Shirakawa Tetsuo、Kobayashi Masayuki
    • 雑誌名

      Pfl?gers Archiv - European Journal of Physiology

      巻: 473 号: 12 ページ: 1911-1924

    • DOI

      10.1007/s00424-021-02634-y

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synchronous inhibitory synaptic inputs to layer II/III pyramidal neurons in the murine barrel cortex2021

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Kiyofumi、Nakaya Yuka、Sugawara Shiori、Kobayashi Masayuki
    • 雑誌名

      Brain Research

      巻: 1773 ページ: 147686-147686

    • DOI

      10.1016/j.brainres.2021.147686

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Chemogenetic strategies to investigate the role of projections from the insular cortex to the trigeminal spinal subnucleus caudalis in pain-related behaviors of rats2023

    • 著者名/発表者名
      Yuka Nakaya, Kiyofumi Yamamoto, Masayuki Kobayashi
    • 学会等名
      第100回日本生理学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 島皮質から三叉神経脊髄路核尾側亜核への下行性投射の疼痛行動に対する役割2022

    • 著者名/発表者名
      中谷有香,山本清文,小林真之
    • 学会等名
      第42回日本歯科薬物療法学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 三叉神経脊髄路核尾側亜核へ下行性投射する島皮質ニューロンの疼痛行動に対する役割2022

    • 著者名/発表者名
      中谷有香,山本清文,小林真之
    • 学会等名
      第27回日本口腔顔面痛学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Insular cortical projections to the trigeminal spinal subnucleus caudalis regulate pain-related behaviors in rats2022

    • 著者名/発表者名
      Yuka Nakaya, Masayuki Kobayashi
    • 学会等名
      第64回歯科基礎医学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 光遺伝学的手法による島皮質および内側前頭前野から側坐核への異なる投射様式2022

    • 著者名/発表者名
      廣瀬健佑, 中谷有香, 白川哲夫
    • 学会等名
      第60回日本小児歯科学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-01-30  

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