in vitro脳標本を用いた吸啜から咀嚼への転換の神経機構の解析

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11671837
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 片倉 伸郎 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 助手 (20185804)
• キーワード: 吸啜 / 咀嚼 / マウス / 摘出標本 / NMDA / リズム形成機構 / 舌下神経 / 三叉神経

研究概要

実験にはCB57BL系マウス(生後0〜3日)を用いた。エーテル麻酔下で除脳後、脳幹を摘出し、95%O_2-5%CO_2で飽和した人工脳脊髄液で潅流した記録槽に移し、三叉神経運動根、顔面神経ならびに舌下神経からガラス吸引電極を用いて神経活動を記録した。また一部の実験では、顎顔面口腔器官を神経連絡を保ったまま摘出した脳幹標本を用いて、摘出脳幹標本により得られた神経活動がどのような運動に対応しているかを、実体顕微鏡に装着したCCDカメラを用いて解析した。その結果、(1)摘出脳幹標本を用いてNMDA投与によって舌下神経だけでなく三叉神経、顔面神経にもリズム活動が誘発されること、(2)末梢器官付き摘出脳幹標本を用いてNMDA投与により、舌ならびに下顎に同期したリズム運動が誘発されるのを観察した。この運動パタンは明らかに自発性吸息運動とは異なり吸啜運動に類似した運動であった。(3)摘出脳幹標本を用いて、三叉神経-顔面神経間および橋-延髄境界部で脳幹を前頭断した後も、NMDA投与によって三叉神経、顔面神経および舌下神経にそれぞれ別個にリズム活動が誘発された。以上より、マウス新生仔摘出脳幹-脊髄標本では、NMDAの投与によって、舌下神経に加えて三叉神経および顔面神経においてもリズム活動が誘発され、この誘発された神経活動は吸啜活動に類似していることが明らかになった。さらに、吸啜運動に関与する三叉・顔面・舌下神経運動ニューロンのリズム活動はそれぞれ別個のリズム形成機構によって駆動されていることが示された。このことは、幼若時、脳幹では三叉神経運動核、顔面神経核、舌下神経核に対応して、それぞれ別個のリズム発生器が吻尾側方向に配列されていることを示している。

研究成果

• [文献書誌] Katakura N,Nakajima M,Nakamura Y: "Analysis of impaired sucking responses of NMDA receptor ε2 subunit mutant mice in in vitro brainstem preparations"Jpn J Physiol. 49(Suppl). S161 (1999)
• [文献書誌] Nakamura Y,Katakura N,Nakajima M: "Generation of rhythmical food ingestive activities of the trigeminal, facial, and hypoglossal motoneurons in in vitro CNS preparations isolated from rats and mice"J Med Dent Sci. 46. 63-73 (1999)
• [文献書誌] 中島美鈴: "三叉・顔面・舌下神経運動ニューロンの吸啜リズム発生器の脳幹における分節状配列"口病誌. 66. 88-97 (1999)
• [文献書誌] 中島美鈴,片倉伸郎: "吸啜リズム発生器の脳幹における分節状配列"口病誌. 66. 296 (1999)
• [文献書誌] Katakura N,Ohno T: "Rhythmic membrane potential changes of hypogiossal motoneurons during NMDA-induced sucking-like activity in an en bloc brainstem preparations isolated from newborn mice"Neurosci Res. 24(Suppl). S150 (2000)
• [文献書誌] 片倉伸郎: "摘出脳幹-脊髄標本による神経回路の同定"脳の科学. 22. 79-83 (2000)
• [文献書誌] Katakura N,Nakajima M,Nakamura Y: "Neurobiology of Mastication-from Molecular to Systems Approach"Elsevier Science BV, Amsterdam. 525 (1999)