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咀嚼機能発達低下動物モデルの口腔機能と脳発達特性の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K19594
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分57:口腔科学およびその関連分野
研究機関大阪大学

研究代表者

加藤 隆史  大阪大学, 大学院歯学研究科, 教授 (50367520)

研究分担者 豊田 博紀  大阪大学, 大学院歯学研究科, 准教授 (00432451)
片桐 綾乃  大阪大学, 大学院歯学研究科, 講師 (40731899)
田熊 一敞  大阪大学, 大学院歯学研究科, 教授 (90289025)
研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2023年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード咀嚼 / 発達 / 筋電図 / 大脳皮質 / シナプス / 吸啜 / 脳機能 / 睡眠 / 機能低下
研究開始時の研究の概要

乳幼児期・学童期の口の食べる機能の低下は、生涯にわたって健康の質の低下をもたらす可能性が指摘されている。しかし、食べる機能が低下するメカニズムや、食べる機能が低下したときの脳の変化についてはよくわかっていない。そこで、本研究では、実験動物を用いて、幼少期に食べる機能を身につける過程がうまくいかない状態をつくり、その状態で口の機能を司る脳領域の機能変化を明らかにする。

研究実績の概要

ゴルジ染色や脳スライス標本を用いたパッチクランプ記録を行い、口腔顔面領域を支配するラット大脳皮質運動野のニューロンにおけるシナプス発達や機能に対する間歇的低酸素負荷(14~20日齢)の影響を検討した。ゴルジ染色の結果、間歇的低酸素負荷直後(21日齢)のニューロンでは、コントロールと比較して、一次突起数および総突起長に変化が認められなかったが、スパイン数が減少する傾向が認められた。パッチクランプ記録では、間歇的低酸素負荷直後のニューロンでは、微小抑制性シナプス後電流の頻度や振幅に変化が認められなかったが、微小興奮性シナプス後電流の頻度および振幅が減少していた。また、刺激誘発性興奮性シナプス後電流の振幅が減少し、シナプス長期増強が減弱していた。間歇的低酸素負荷2週間後(35日齢)のニューロンにおいても、間歇的低酸素負荷直後のニューロンと同様な変化が認められた。これらの結果から、大脳皮質運動野のニューロンでは、間歇的低酸素負荷によりシナプス形成異常にともなうシナプス伝達効率の可塑的変化が起こり、その変化が持続される可能性が示唆された。さらに、同様の間歇的低酸素負荷を与えた仔ラットにおいて、食餌について行動学的評価を実施した。間歇的低酸素負荷が終わった直後の21日齢では、単位時間当たりの試験飼料の摂取量は対照群と差がなかった。しかし、その2週間後の35日齢においては、対照群と比べ摂取量が低下していた。また、飼育の資料を粉末飼料に変えた動物において、咀嚼筋活動の記録を経日的に実施し、さらに行動の変化を解析した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

大脳皮質におけるニューロンへの間歇的低酸素負荷の影響を検討する実験において、シナプスの形成状態とニューロン活動の解析する部位を追加したこと、さらにin vivoの実験系として電気生理学的及び行動学的解析を加える実験を追加して実施したことにより、当初の予定よりも遅れが生じた。

今後の研究の推進方策

次年度は、in vivo実験およびin vitro実験をさらに継続して、実験データの解析および精査を行い論文の執筆等を行う予定である。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2023 2022 2021

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 3件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Effect of chronic intermittent hypoxia on ocular and intraoral mechanical allodynia mediated via the calcitonin gene-related peptide in a rat2023

    • 著者名/発表者名
      Katagiri Ayano、Kishimoto Saki、Okamoto Yoshie、Yamada Masaharu、Niwa Hitoshi、Bereiter David A、Kato Takafumi
    • 雑誌名

      SLEEP

      巻: 47 号: 3

    • DOI

      10.1093/sleep/zsad332

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Longitudinal electromyographic analysis of jaw-closing muscle activities during ingestive behaviors from pre-weaning to juvenile periods in rats2023

    • 著者名/発表者名
      Yamada Masaharu、Katagiri Ayano、Masuda Yuji、Toyoda Hiroki、Niwa Hitoshi、Kato Takafumi
    • 雑誌名

      Physiology & Behavior

      巻: 265 ページ: 114173-114173

    • DOI

      10.1016/j.physbeh.2023.114173

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Understanding the pathophysiology of sleep bruxism based on human and animal studies: A narrative review2023

    • 著者名/発表者名
      Kato Takafumi、Higashiyama Makoto、Katagiri Ayano、Toyoda Hiroki、Yamada Masaharu、Minota Noriko、Katsura-Fuchihata Sho、Zhu Yiwen
    • 雑誌名

      Journal of Oral Biosciences

      巻: - 号: 2 ページ: 156-162

    • DOI

      10.1016/j.job.2023.04.005

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sleep architecture as a candidate for phenotyping sleep bruxism: A narrative physiological review2023

    • 著者名/発表者名
      Yiwen Zhu, Risa Toyota, Yuki Shiraishi, Ayano Katagiri, Masaharu Yamada, Makoto Higashiyama, Hiroki Toyoda, Gilles Lavigne, Takafumi Kato
    • 雑誌名

      Journal of Oral Rehabilitation

      巻: - 号: 1 ページ: 87-102

    • DOI

      10.1111/joor.13482

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Long-term changes in oral feeding behaviors of growing rats2022

    • 著者名/発表者名
      Shimoda Mao、Toyoda Hiroki、Sato Hajime、Katagiri Ayano、Yamada Masaharu、Murakami Jumpei、Akiyama Shigehisa、Kato Takafumi
    • 雑誌名

      Odontology

      巻: 111 号: 2 ページ: 342-349

    • DOI

      10.1007/s10266-022-00739-z

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 吸啜・咀嚼運動の発達に伴う顎運動制御機構の解明2023

    • 著者名/発表者名
      山田雅治,片桐綾乃,増田裕次,豊田博紀,丹羽均,加藤隆史
    • 学会等名
      第 14 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
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] An electromyographic analysis of jaw-closing muscle activities during suckling and mastication in developing rats2023

    • 著者名/発表者名
      Yamada M, Katagiri A, Masuda Y, Toyoda H, Niwa H, Kato T
    • 学会等名
      Oral Neuroscience 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 発達期における摂食行動での閉口筋筋活動動態の変化2023

    • 著者名/発表者名
      山田雅治,片桐綾乃,増田裕次,豊田博紀,丹羽均,加藤隆史
    • 学会等名
      第100回 日本生理学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 発達期大脳皮質体性感覚野ニューロンにおいて間歇的低酸素負荷がシナプス活動に与える影響2023

    • 著者名/発表者名
      豊田博紀,早田敦子,片桐綾乃,山田雅治,田熊一敞,加藤隆史
    • 学会等名
      第100回 日本生理学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 咀嚼能力・咀嚼動態が発達する過程の縦断的解析2022

    • 著者名/発表者名
      山田雅治,片桐綾乃,増田裕次,豊田博紀,丹羽均,加藤隆史
    • 学会等名
      第133回大阪大学歯学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 間歇的低酸素負荷が発達期の大脳皮質体性感覚野ニューロンの神経活動に及ぼす影響2022

    • 著者名/発表者名
      豊田博紀,早田敦子,片桐綾乃,山田雅治,田熊一敞,加藤隆史
    • 学会等名
      第64回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 吸啜から咀嚼への転換期におけるリズム性咀嚼筋活動の変化2022

    • 著者名/発表者名
      山田雅治,片桐綾乃,増田裕次,豊田博紀,丹羽均,加藤隆史
    • 学会等名
      第64回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Longitudinal electromyographic analysis of jaw-closing muscle activities during ingestive behaviors from pre-weaning to juvenile periods in the rats2022

    • 著者名/発表者名
      Yamada M, Katagiri A, Toyoda H, Masuda Y,Niwa H, Kato T
    • 学会等名
      American Physiological Society ‘Comparative Physiology: from Organizms to Omics in an Uncertain World’
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Longitudinal changes of mastication after weaning in the rats2022

    • 著者名/発表者名
      Yamada M, Katagiri A, Masuda Y, Toyoda H, Niwa H, Kato T
    • 学会等名
      Oral Neuroscience 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 離乳後のラット咀嚼筋活動の長期的変化2021

    • 著者名/発表者名
      山田雅治,片桐綾乃,増田裕次,豊田博紀,佐藤元,丹羽均,加藤隆史
    • 学会等名
      第63回歯科基礎医学会学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ラットの離乳後における咀嚼動態の変化2021

    • 著者名/発表者名
      山田雅治,片桐綾乃,増田裕次,豊田博紀,丹羽均,加藤隆史
    • 学会等名
      日本顎口腔機能学会第66回学術大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] 歯科衛生学シリーズ 人体の構造と機能1 解剖学・組織発生学・生理学2022

    • 著者名/発表者名
      一般社団法人全国歯科衛生士教育協議会、前田 健康、井上 富雄、山根 瞳、畠中 能子、山田 小枝子
    • 総ページ数
      308
    • 出版者
      医歯薬出版
    • ISBN
      9784263426043
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [図書] 歯科生理学実習第2版2022

    • 著者名/発表者名
      岩田幸一、井上富雄、舩橋誠、加藤隆史、重村憲徳、篠田雅路、小野堅太郎
    • 総ページ数
      129
    • 出版者
      医歯薬出版
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書

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公開日: 2021-07-13   更新日: 2024-12-25  

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