味覚神経機構研究のためのin vitroラット脳幹-脊髄-舌標本の開発

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13877006
• 研究種目: 萌芽的研究
• 研究機関: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 岡田 泰昌 慶應義塾大学, 医学部, 専任講師 (80160688)
• 研究分担者: 長井 孝紀 慶應義塾大学, 医学部, 教授 (50130026)
• キーワード: in vitro / ラット / 摘出脳幹-舌標本 / 味覚 / 孤束核 / 顔面神経 / 舌咽神経 / 膜電位感受性色素

研究概要

哺乳動物味覚神経機構は、舌表層部味覚受容器-顔面神経分枝(鼓索神経)・舌咽神経舌枝等-延髄背側部の孤束核等により構成される。中枢性即ち孤束核味覚関連ニューロンの機能については、従来主にin vivo動物を用いた舌の電気・味覚刺激に伴う孤束核ニューロン活動の電気生理学的記録等により機能解析が行われてきたが、それらはほとんどが細胞外記録によるものであり、詳細なニューロン機能解析は遅れている。そこで本研究においては、味覚神経機構研究のための全く新しいin vitro実験系として、ラットより摘出した脳幹脊髄にさらに顔面神経、舌咽神経、舌を付けた脳幹脊髄舌標本を開発することを目的とした。ラットを用いて、下部脳幹、脊髄、顔面神経(鼓索神経)、舌咽神経、舌からなる標本を作成し、in vitro環境においてそのシステム機能を維持することを試みた。具体的には、エーテル麻酔下で若齢ラットから下部脳幹・頚髄・舌を一塊として摘出し、橋・延髄・頚髄に片側の顔面神経・舌咽神経を介して舌がつながった標本を作成した。この標本を膜電位感受性色素(di-4-ANEPPS)で染色後、正立蛍光顕微鏡下の計測用チェンバー内に脳幹背側面を上にして固定し、酸素化人工脳脊髄液により28℃で連続的に灌流・維持した。本標本の舌表面各部を微小金属電極を用いて電気刺激を行ったところ、膜電位感受性色素を用いた光計測により、刺激側の孤束核神経活動を動的イメージとして解析することに成功した。本in vitroラット脳幹-脊髄-舌標本は、舌から中枢神経系(脳幹)までの神経ネットワークのシステム機能を維持した独創的な実験系であり、味覚神経システムを解明するための各種薬理実験、生理実験に有用であると考えられた。

研究成果

• [文献書誌] Okada Y, Iwanami M, Nagai T, Kuwana S.: "New experimental preparation for the study of gustatory neural system : in vitro brainstem-tongue complex isolated from the rat"Japanese Journal of Physiology(Abstract). 52(suppl)(in press). (2002)
• [文献書誌] Okada Y, Chen Z, Yoshida H, Kuwana S, Jiang W, Maruiwa H: "Optical recording of the neuronal activity in the brainstem-spinal cord : application of a voltage-sensitive dye"Advances in Experimental Medicine and Biology. 499. 113-118 (2001)
• [文献書誌] Sugawara Y, Kuwana S, Okada Y, Yoshida H: "Neural interactions of the electrosensory lateral line neurons revealed by real-time imaging"Japanese Journal of Physiology(Abstract). 51(suppl). S199 (2001)
• [文献書誌] Sugawara Y, Kuwana S, Okada Y, Yoshida H: "Afferent signal gating within the neural network of the electrosensory lateral line lobe in a weakly electric fish, Gnathonemus Petersii"Arthur M.Sackler Colloquia of the National Academy of Sciences : "Neural Signaling" Symposium Proceeding(Abstract). 51 (2001)
• [文献書誌] Nagai T, Nii D, Takeuchi H: "Amiloride blocks salt taste transduction of the glossopharyngeal nerve in metamorphosed salamanders"Chmical Senses. 26(8). 965-969 (2001)
• [文献書誌] Okada Y, Chen Z, Kuwana S: "Cytoarchitecture of central chemoreceptors in the mammalian ventral medulla"Respiration Physiology. 129(1-2). 13-23 (2001)