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周産期における胎動性・呼吸性運動と睡眠覚醒機構の関連性と発達過程の解明

公募研究

研究領域構成論的発達科学-胎児からの発達原理の解明に基づく発達障害のシステム的理解-
研究課題/領域番号 15H01587
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関兵庫医科大学

研究代表者

荒田 晶子  兵庫医科大学, 医学部, 准教授 (00266082)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
2016年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2015年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
キーワード橋結合腕傍核 / 呼吸性活動 / 胎動性活動 / リズム協調性 / セロトニン / オレキシン / グリシン / 睡眠覚醒リズム / 発達神経科学 / NMDA受容体グリシン結合部位 / 発達障害 / 自閉症
研究実績の概要

オレキシンの胎動性・呼吸性活動に対する反応性を、オレキシンが発達初期から投射している場所の一つであり、睡眠覚醒機構の要である橋結合腕傍核レベルで調べた。また、呼吸性活動と胎動性活動、さらに睡眠覚醒リズムによる相互連関を調べるため、睡眠覚醒に重要とされているセロトニンによる呼吸や胎動に対する反応性や呼吸と胎動のリズム協調性を解析した。
胎生18日齢では、胎動性活動に対してオレキシンは抑制を示し、呼吸性活動については促進を示した。胎生20日ラットでは、オレキシンにより呼吸リズムが促進された(胎生20日齢では胎動性活動は見られない)。胎生期にもオレキシンが反応している可能性が示唆された。オレキシンにより、呼吸性活動の助長と胎動性活動の抑制がみられることより、胎生期から覚醒フェーズの形成が始まることが示唆された。また、呼吸と胎動のリズムはセロトニンにより活性化し、胎動-呼吸のリズムが同調するが、その同調現象には橋がないと成り立たないこと、光学的測定法で胎動性活動が入力している部位には橋結合腕傍核があり、そこに存在する5-HT1Aレセプターを介してお互いの協調運動が成立していることが、我々の実験結果により判明した。
さらに、妊娠ラットによる胎児の活動も調べたところ、胎生17日から胎生19日までは、胎動性活動の中でも全身を使った大きな運動が多くみられ、胎生20日以降では、全身性運動は消失し、手や足を動かす部分的な運動が見られた。これは、摘出脳幹-脊髄標本で得られた胎動性活動の発達経過とよく似ていることや、ヒト胎児22-24週の胎動性活動との共通点が明らかとなり、ラットとヒトの胎動性活動を指標とした相互相関性を見つけることに成功した。以上の結果より、ラット摘出脳幹-脊髄標本の胎動性活動と呼吸性活動における睡眠覚醒による反応性をヒト胎児の研究と関連付けて研究する事が可能となる手法を見い出した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (29件) (うち国際学会 6件、 招待講演 8件)

  • [雑誌論文] Eye movement activity in normal human fetuses between 24 and 39 weeks of gestation2017

    • 著者名/発表者名
      33.Okawa H, Morokuma S, Maehara K, Horinouchi T, Arata A, Konishi Y, Kato K.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 12;12(7) 号: 7 ページ: 178722-178722

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0178722

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 自律神経系の感覚統合核としての橋結合腕傍核2017

    • 著者名/発表者名
      荒田晶子、中山栗太、吉田千晃
    • 雑誌名

      神経内科

      巻: 87 ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Glycine plays a crucial role as a co-agonist of NMDA receptors in the neuronal circuit generating body movements in rat fetuses.2015

    • 著者名/発表者名
      Shimomura H, Ito M, Nishiyama A, Tanizawa T, Takeshima Y, Nishimaru H, Arata A.
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: - ページ: 13-19

    • DOI

      10.1016/j.neures.2015.03.004

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] KCC2-mediated regulation of respiration-related rhythmic activity during postnatal development in mouse medulla oblongata.2015

    • 著者名/発表者名
      Okabe A., Shimizu-Okabe C., Arata A., Konishi S., Fukuda A., and Takayama C.
    • 雑誌名

      Brain Res.

      巻: 1601 ページ: 31-39

    • DOI

      10.1016/j.brainres.2015.01.007

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Parabrachial neurons play a role in pain-respiratory response in the neonatal brainstem-spinal cord-unilateral forelimb preparation2018

    • 著者名/発表者名
      Sotatsu Tonomura, Yoko Fujiwara-Tsukamoto, Koichi Noguchi, Akiko Arata
    • 学会等名
      第95回 日本生理学会大会(高松)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] The properties of spontaneous spinal activity in isolated spinal cord preparation from neonatal rat2018

    • 著者名/発表者名
      Chiaki Uchida, Hirotaka Ooka, Sotatsu Tonomura, Akiko Arata
    • 学会等名
      第95回 日本生理学会大会(高松)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] The developmental changes of rat fetal movement in the ultrasonic tomographic analysis using non-anesthesia pregnant rat in late fetal stage2018

    • 著者名/発表者名
      Yuri Ishii, Masaharu Sakano, Hiroaki Imakita, Akira Tamaki, Akiko Arata
    • 学会等名
      第95回 日本生理学会大会(高松)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Relationship between sensory stimulation and respiration in isolated neonatal rat brainstem-spinal cord preparation2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Imakita, Akira Tamaki, Akiko Arata
    • 学会等名
      第95回 日本生理学会大会(高松)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 胎生期における自発性活動の感覚-運動連関の発達2017

    • 著者名/発表者名
      荒田 晶子
    • 学会等名
      第17回日本赤ちゃん学会(久留米)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Analysis of respiratory-body movement interaction in the Parabrachial nucleus of developmental stage2017

    • 著者名/発表者名
      Akiko Arata, Sotatsu Tonomura, Suguru Iwano, Toshiki Noma, Hedeki Shimomura, Akira Tamaki
    • 学会等名
      第40回日本神経科学学会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Developmental changes of tongue movement induced by D/L valine on the taste circuit during perinatal period2017

    • 著者名/発表者名
      Kurita Nakayama, Chiaki Yoshida, Seiichi Morokuma, Akiko Arata
    • 学会等名
      第40回日本神経科学学会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Properties of the neurons responded by respiration and noxious stimulation in the parabrachial nucleus in pons-medulla-spinal cord preparation2017

    • 著者名/発表者名
      Sotatsu Tonomura, Koichi Noguchi, Akiko Arata
    • 学会等名
      第40回日本神経科学学会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Vocalization-respiration mode switching mechanism exists in the Parabrachial nucleus2017

    • 著者名/発表者名
      Akiko Arata
    • 学会等名
      ISAN-ISNR2017 (Nagoya)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Serotonin modulates synchronization between respiration and fetal movement in the pons2017

    • 著者名/発表者名
      Ooka H, Uchida C, Tonomura S, Ohmura Y, Arata A
    • 学会等名
      International Society for Autonomic Neuroscience(ISAN2017, Nagoya)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Analysis of spontaneous fetal movement generator at the segmentation in the spinal cord2017

    • 著者名/発表者名
      Uchida C, Ooka H, Tonomura S, Arata A
    • 学会等名
      International Society for Autonomic Neuroscience(ISAN2017, Nagoya)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The interaction between respiratory rhythm and body movement in the Parabrachial nucleus in the developmental stage2017

    • 著者名/発表者名
      Akiko Arata, Chiaki Uchida, Hirotaka Ooka, Suguru Iwano, Toshiki Noma, Sotatsu Tonomura, Akira Tamaki
    • 学会等名
      第60回 日本神経化学会大会(仙台)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Serotonin induced synchronization to both respiratory rhythm and body movement2017

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Ooka, Chiaki Uchida, Akiko Arata
    • 学会等名
      第60回 日本神経化学会大会(仙台)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Optical imaging of fetal movement-like activity in the spinal cord2017

    • 著者名/発表者名
      Chiaki Uchida, Hirotaka Ooka, Sotatsu Tonomura, Akiko Arata
    • 学会等名
      第9回 光操作研究会(仙台)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 周産期における胎動性活動と呼吸性活動における アドレナリンの作用2017

    • 著者名/発表者名
      荒田 晶子
    • 学会等名
      第21回 活性アミンに関するワークショップ(京都)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Sensory-motor interaction in the Parabrachial nucleus for relationship between body movement and respiration2017

    • 著者名/発表者名
      Akiko Arata, Suguru Iwano, Toshiki Noma, Sotatsu Tonomura, Akira Tamaki
    • 学会等名
      Neuroscience 2017(Washington DC)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The lateral parabrachial neurons contribute to pain-respiratory coordination in pons-medulla-spinal cord preparation2017

    • 著者名/発表者名
      S. Tonomura, M. Tanaka, K. Noguchi, A. Arata
    • 学会等名
      Neuroscience 2017(Washington DC)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 新生ラット摘出脊髄標本における自発活動の特性2017

    • 著者名/発表者名
      内田千晶、大岡裕隆、外村宗達、荒田晶子
    • 学会等名
      第110回近畿生理学談話会(神戸)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 胎生期における自発性活動の感覚-運動連関の発達2017

    • 著者名/発表者名
      荒田 晶子
    • 学会等名
      日本発達神経科学学会 第6回学術集会(大阪)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Effects of D/L Valine on the development of taste circuit from the late fetal to neonatal stage.2016

    • 著者名/発表者名
      Akiko Arata, Kurita Nakayama, Chiaki Yoshida, Seiichi Morokuma
    • 学会等名
      第39回日本神経科学大会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜 (神奈川県、横浜市)
    • 年月日
      2016-07-20
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 脳ブロック標本を用いた小脳神経回路の発達過程の解析2016

    • 著者名/発表者名
      荒田 晶子
    • 学会等名
      第121回日本解剖学会・全国学術集会
    • 発表場所
      ビッグパレット福島(福島県、郡山市)
    • 年月日
      2016-03-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Effects of D/L-Valine on tongue movement as the sensory-motor system of taste during development2016

    • 著者名/発表者名
      Chiaki Yoshida, Kurita Nakayama, Akiko Arata
    • 学会等名
      第93回日本生理学会大会 Symposium
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道、札幌市)
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The responses of D/L-Valine in taste sensory system in the isolated brain stem-spinal cord with tongue preparation2016

    • 著者名/発表者名
      Kurita Nakayama, Chiaki Yoshida, Akiko Arata
    • 学会等名
      第93回日本生理学会大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道、札幌市)
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 周産期におけるオキシトシン、アドレナリンの呼吸と胎動に対する影響2015

    • 著者名/発表者名
      荒田 晶子、西山 紋惠、伊藤 真理、下村 英毅、竹島 泰弘
    • 学会等名
      第43回 自律神経生理研究会
    • 発表場所
      日本光電(株)本社研修センター(東京都、新宿区)
    • 年月日
      2015-12-05
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 発達初期におけるオキシトシンの呼吸神経回路に対する効果2015

    • 著者名/発表者名
      荒田晶子、西山紋惠、伊藤真理、塚元葉子
    • 学会等名
      第68回日本自律神経学会総会
    • 発表場所
      ウィンク愛知(愛知県、名古屋市)
    • 年月日
      2015-10-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Orexinergic modulation on the cervical network regarding the fetal movement using rat brainstem-spinal cord preparation.2015

    • 著者名/発表者名
      Akiko Arata, Hideki Shimomura, Mari Ito, Ayae Nishiyama, Yasuhiro Takeshima, Akihiro Yamanaka
    • 学会等名
      Neuroscience2015 (The Annual Meeting of Society for Neuroscience)
    • 発表場所
      McCormick Place (Chicago, IL)
    • 年月日
      2015-10-17
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of Oxytocin on the respiratory circuit in isolated brainstem-spinal cord preparation from neonatal rat.2015

    • 著者名/発表者名
      Akiko Arata, Ayae Nishiyama, Mari Ito
    • 学会等名
      第58回日本神経化学会大会
    • 発表場所
      大宮ソニックシティ(埼玉県、さいたま市)
    • 年月日
      2015-09-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Respiratory activity and fetal movement in the neuronal network development of the perinatal period2015

    • 著者名/発表者名
      Akiko Arata
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会 Symposium
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県、神戸市)
    • 年月日
      2015-07-28
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 胎生期・新生期の自律性活動から見た神経回路発達2015

    • 著者名/発表者名
      荒田 晶子
    • 学会等名
      第5回日本ボバース研究会学術大会
    • 発表場所
      ホテルイースト21(東京都、江東区)
    • 年月日
      2015-07-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-12-17  

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