大脳皮質カラム間及び異領野間の周期的同期化機構の解明

• 研究課題/領域番号: 26290006
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経生理学・神経科学一般
• 研究機関: 鹿児島大学 (2016-2017); 大阪大学 (2014-2015)
• 研究代表者: 姜 英男 鹿児島大学, 医歯学総合研究科, 客員研究員 (50177755)
• 研究分担者: 豊田 博紀 大阪大学, 歯学研究科, 准教授 (00432451) ; 佐藤 元 大阪大学, 歯学研究科, 助教 (10432452) ; 齋藤 充 鹿児島大学, 医歯学域歯学系, 教授 (50347770)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 16,770千円 (直接経費: 12,900千円、間接経費: 3,870千円); 2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2015年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円); 2014年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
• キーワード: Insular cortex / CB1 receptor / GPR119 / PPARalpha / Oscillation / Synchronization / oscillation / synchronization / θリズム / δリズム / 島皮質 / 味覚野 / 胃腸関連領野 / anadamide / 高次脳機能 / 周期的同期化 / コヒーレンス / バレル皮質 / GPR119 receptor / バレル野 / 機能的カラム / GABAB受容体

研究成果の概要

錐体細胞に発現するCB1受容体の活性化により島皮質味覚野にθリズムの同期化活動が生じ、それが尾側の島皮質胃腸関連自律領野に周期的に伝播すること、また、そうした活動はGPR119受容体の活性化により阻害され、CB1受容体とGPR119活性化の相反作用は、cAMP産生の抑制及び促進により担われていた。また、味覚野の興奮は、GABAB受容体を介するフィードフォワード抑制を胃腸関連領野に引き起こした。さらに、両領野の接合部を切断すると、それぞれ独立に5 Hzと1~3 Hzのoscillationが生じ、フィードバックがなかった。これらは、胃腸の状態とは無関係に、美味が食欲を亢進させる可能性を示唆する。

研究成果

• [国際共同研究] Seoul National University/School of Dentistry/Department of Physiology(韓国)
• [国際共同研究] Kyungpook National University/School of Dentistry/Department of Anatomy(韓国)
• [国際共同研究] Seoul National University/School of Dentistry/Department of Physiology(韓国)
• [国際共同研究] Kyungpook National University/School of Dentistry/Department of Anatomy(韓国)
• [国際共同研究] Seoul National University/School of Dentistry/Department of Physiology(韓国)
• [国際共同研究] Kyungpook National University/School of Dentistry/Department of anatomy(韓国)
• [国際共同研究]
• [雑誌論文] Electrophysiological and Morphological Properties of α and γ Motoneurons in the Rat Trigeminal Motor Nucleus (2018)
  • 著者名/発表者名: Nishimura K, Ohta M, Saito M, et al.
  • 雑誌名: Frontiers in Cellular Neuroscience 巻: 12 ページ: 9-9
  • DOI: 10.3389/fncel.2018.00009
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Inhibition of GluR Current in Microvilli of Sensory Neurons via Na(+)-Microdomain Coupling among GluR, HCN channel and Na(+)/K(+) Pump. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kawasaki Y, Saito M, Won J, Bae JY, Sato H, Toyoda H, Kuramoto E, Kogo M, Tanaka T, Kaneko T, Oh SB, Bae YC, Kang Y.
  • 雑誌名: Front. Cell. Neurosci. 巻: 印刷中 ページ: 113-113
  • DOI: 10.3389/fncel.2018.00113
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A distinct functional distribution of α and γ motoneurons in the rat trigeminal motor nucleus. (2017)
  • 著者名/発表者名: Morita-Isogai, Y., Sato, H., Saito, M., Kuramoto, E., Yin, D., Kaneko, T., Yamashiro, T., Takada, K., Oh, S.B., Toyoda, H., & Kang, Y.
  • 雑誌名: Brain Structure and Function 巻: - 号: 7 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1007/s00429-017-1400-8
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A role of CB1R in inducing θ-rhythm coordination between the gustatory and gastrointestinal insula. (2016)
  • 著者名/発表者名: Kang, Y., Sato, H., Saito, M.,Yin, D., Park, S.K., Oh, S.B., Bae, Y.C. & Toyoda, H.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 6 号: 1 ページ: 32529-32529
  • DOI: 10.1038/srep32529
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Possible Role of TASK Channels in Rank-Ordered Recruitment of Motoneurons in the Dorsolateral Part of the Trigeminal Motor Nucleus. (2016)
  • 著者名/発表者名: Okamoto K, Emura N, Sato H, Fukatsu Y, Saito M, Tanaka C, Morita Y, Nishimura K, Kuramoto E, Xu Yin D, Furutani K, Okazawa M, Kurachi Y, Kaneko T, Maeda Y, Yamashiro T, Takada K, Toyoda H, Kang Y.
  • 雑誌名: eNeuro 巻: 3(3) 号: 3 ページ: 3-3
  • DOI: 10.1523/eneuro.0138-16.2016
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Brain Mechanisms Underlying the Perception of Pungent Taste of Capsaicin and the Subsequent Autonomic Responses (2016)
  • 著者名/発表者名: Shinpei Kawakami, Hajime Sato, Akihiro T. Sasaki, Hiroki C. Tanabe, Yumiko Yoshida, Mitsuru Saito, Hiroki Toyoda, Norihiro Sadato and Youngnam Kang
  • 雑誌名: Frontiers in Human Neuroscience 巻: 9 ページ: 1-16
  • DOI: 10.3389/fnhum.2015.00720
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Enhanced lateral inhibition in the barrel cortex by deletion of phospholipase C-related catalytically inactive protein-1/2 in mice (2015)
  • 著者名/発表者名: Toyoda H, Saito M, Sato H, Kawano T, Kawakami S, Yatani H, Kanematsu T, Hirata M, Kang Y
  • 雑誌名: Pflugers Archiv : European Journal of Physiology 巻: 467 号: 7 ページ: 1445-1456
  • DOI: 10.1007/s00424-014-1592-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Generation of resonance-dependent oscillation by mGluR-I activation switches single spiking to bursting in mesencephalic trigeminal sensory neurons (2015)
  • 著者名/発表者名: Chung, G., Saito, M., Kawasaki, Y., Kawano, T., Yin, D., Lee, S., Kogo, M., Takada, M., Bae, Y., Oh, S.B & Kang, Y.
  • 雑誌名: European Journal of Neuroscience 巻: 41 号: 8 ページ: 998-1012
  • DOI: 10.1111/ejn.12858
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Enhanced lateral inhibition in the barrel cortex by deletion of phospholipase C-related catalytically inactive protein-1/2 in mice (2015)
  • 著者名/発表者名: Toyoda, H., Saito, M., Sato, H., Kawano, T., Kawakami, S., Yatani, H., Kanematsu, T., Hirata, M. & Kang, Y.
  • 雑誌名: Pflugers Archiv; European Journal of Physiology 巻: in press
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Enhanced desensitization followed by unusual resensitization in GABAA receptors in phospholipase C-related catalytically inactive protein-1/2 double-knockout mice (2014)
  • 著者名/発表者名: Toyoda H, Saito M, Sato H, Tanaka T, Ogawa T, Yatani H, Kawano T, Kanematsu T, Hirata M, Kang Y
  • 雑誌名: Pflugers Archiv - European Journal of Physiology 巻: (Epub ahead of print) 号: 2 ページ: 267-284
  • DOI: 10.1007/s00424-014-1511-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Teeth clenching reduces arm abduction force (2014)
  • 著者名/発表者名: Sato H, Kawano T, Saito M, Toyoda H, Maeda Y, Tiirker KS, Kang Y
  • 雑誌名: Experimental Brain Research 巻: (Epub ahead of print) 号: 7 ページ: 2281-2291
  • DOI: 10.1007/s00221-014-3919-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Oscillation and synchronization in the insular cortex (2017)
  • 著者名/発表者名: Youngnam Kang
  • 学会等名: 11th FENS Forum of Neuroscience
  • 国際学会
• [学会発表] Anandamide-induced network oscillation in the insular cortex implicated in taste-driven feeding (2015)
  • 著者名/発表者名: Youngnam Kang
  • 学会等名: Neuroscience 2015, annual meeting of Society for Neuroscience
  • 発表場所: Chicago, USA
  • 年月日: 2015-10-17
  • 国際学会
• [学会発表] 摂食行動に関与する島皮質神経活動の周期的同期化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 姜英男 他
  • 学会等名: 第92回日本生理学会大会・第120回日本解剖学会総会全国学術集会合同大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（神戸）
  • 年月日: 2015-03-21
• [学会発表] ラットバレル皮質におけるカイニン酸誘発性オシレーション (2015)
  • 著者名/発表者名: 豊田博紀 他
  • 学会等名: 第92回日本生理学会大会・第120回日本解剖学会総会全国学術集会合同大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（神戸）
  • 年月日: 2015-03-21
• [学会発表] Enhanced CICR and SOCE in layer 3 pyramidal cells in the barrel cortex of PRIP-DKO mice (2014)
  • 著者名/発表者名: Kawano, T. et al.
  • 学会等名: The 44th Annual Meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: The Walter E. Washington Convention Center (Washington, USA)
  • 年月日: 2014-11-19
• [学会発表] Enhancement of I(NaP)-mediated resonance by mGluR-I activation induces burst firing in mesencephalic trigeminal sensory neurons (2014)
  • 著者名/発表者名: Kang, Y. et al.
  • 学会等名: The 44th Annual Meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: The Walter E. Washington Convention Center (Washington, USA)
  • 年月日: 2014-11-18
• [学会発表] Enhancement of lateral inhibition in the mouse barrel cortex by deletion of phospholipase C-related catalytically inactive protein-1/2 (2014)
  • 著者名/発表者名: Toyoda, H. et al.
  • 学会等名: The 44th Annual Meeting of the Society for Neuroscience
  • 発表場所: The Walter E. Washington Convention Center (Washington, USA)
  • 年月日: 2014-11-17
• [学会発表] Oscillation and synchronization of neuronal activity in the insular cortex implicated in the feeding behavior (2014)
  • 著者名/発表者名: Kang, Y. et al.
  • 学会等名: The 12th International Symposium on Molecular and Neural Mechanisms of Taste and Olfactory Perception
  • 発表場所: YR Umami Forum (Fukuoka)
  • 年月日: 2014-11-02
  • 招待講演
• [学会発表] PRIP-1/2ダブルノックアウトマウスのバレル皮質第3層錐体細胞におけるCICR及びSOCEの増強のメカニズム (2014)
  • 著者名/発表者名: 河野奨 他
  • 学会等名: 第56回歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡）
  • 年月日: 2014-09-27
• [学会発表] 三叉神経運動核閉口筋領域内のγ運動ニューロンの電気生理学的および組織学的特性 (2014)
  • 著者名/発表者名: 西村佳世 他
  • 学会等名: 第56回歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡）
  • 年月日: 2014-09-27
• [学会発表] cGMP依存性蛋白キナーゼの活性化によるTASK3コンダクタンスの抑制 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中千恵 他
  • 学会等名: 第56回歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡）
  • 年月日: 2014-09-27
• [学会発表] ラットバレル野におけるカイニン酸誘発性オシレーションの周期的同期化機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 豊田博紀 他
  • 学会等名: 第56回歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡）
  • 年月日: 2014-09-27
• [学会発表] カプサイシンの辛味認知およびそれに伴う自律神経系の活性化に関与する神経機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐藤元 他
  • 学会等名: 第56回歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡）
  • 年月日: 2014-09-26
• [学会発表] 咬合高径の拳上がモルモットの学習・記憶能に及ぼす影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤浪陽三 他
  • 学会等名: 第56回歯科基礎医学会学術大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡）
  • 年月日: 2014-09-26
• [学会発表] 三叉神経運動ニューロンの序列動員の基盤となるイオンチャネル機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 齋藤充 他
  • 学会等名: 第56回歯科基礎医学会学術大会・総会サテライトシンポジウム
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡）
  • 年月日: 2014-09-25
• [学会発表] 大脳皮質体性感覚野バレル皮質領野におけるカラム間の周期的同期化機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 豊田博紀 他
  • 学会等名: 第56回歯科基礎医学会学術大会・総会サテライトシンポジウム
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡）
  • 年月日: 2014-09-25
• [学会発表] cGMP依存性蛋白キナーゼによるTASK電流の調節 (2014)
  • 著者名/発表者名: 齋藤充 他
  • 学会等名: 第37回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜国際平和会議場（横浜）
  • 年月日: 2014-09-12
• [学会発表] TASKチャネルによる咬筋運動ニューロンの序列動員生成機序 (2014)
  • 著者名/発表者名: 豊田博紀 他
  • 学会等名: 第37回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜国際平和会議場（横浜）
  • 年月日: 2014-09-11
• [学会発表] ラットバレル皮質における周期的同期化に関与するGABA(B)受容体媒介性シナプス前抑制 (2014)
  • 著者名/発表者名: 佐藤元 他
  • 学会等名: 第37回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜国際平和会議場（横浜）
  • 年月日: 2014-09-11
• [備考] 脳内麻薬アナンダミドが食欲を増進する高次脳機能メカニズムを解明
  • URL: http://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2016/20160901_1