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2019 年度 実績報告書

光遺伝学的手法による島皮質から三叉神経脊髄路核尾側亜核への投射経路の機能解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K17019
研究機関日本大学

研究代表者

中谷 有香  日本大学, 歯学部, 助教 (60781391)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
キーワード島皮質 / 三叉神経脊髄路核尾側亜核 / 光遺伝学的手法 / シナプス伝達
研究実績の概要

昨年度は,抑制性ニューロンが緑色蛍光タンパクVenusで標識された遺伝子改変ラット(Venusラット)を用い,三叉神経脊髄路核尾側亜核(Sp5C)における局所神経回路のシナプスの伝達特性の解明に焦点を当てた。すなわち,Sp5Cを含む急性脳スライス標本を作製し,Sp5C内のI/II層におけるVenus陽性ならびに陰性ニューロンから記録し,脱分極性のパルスを加えて単一シナプス後電流(IPSC)を記録した。Venus陽性ニューロンの活動電流の発生にもかかわらず,Venus陰性ニューロンに生じるIPSCは高い確率でfailureを起こすことを認めた。Venus陽性ニューロンの発火特性として脱分極パルスを与えた際の最大発火頻度が14Hz以上または以下に分類できたがIPSCのfailure rateおよびamplitudeに有意な差を認めなかった。つまり,Sp5C興奮性ニューロンの周囲に存在するいずれの抑制性ニューロンからも強力な抑制を受けないことが示唆される。
また,Venusラットの島皮質(IC)にアデノ随伴ウイルスをベクターとして用いてChR2を発現させ,同動物からSp5Cだけでなく側坐核(Nac)を含急性脳スライス標本を作製し,全細胞記録と光刺激を組み合わせることでEPSCの記録に成功した。アセチルコリン(Ach)受容体のアゴニストであるカルバコールを灌流投与すると振幅は優位に減少し,2回以上の短い刺激時間間隔の光刺激によって惹起されるシナプス応答の振幅によって算出されるpaired-pulse ratioは増加した。さらにムスカリン受容体のアンタゴニストであるアトロピンを投与することでカルバコールによる効果の抑制を認めた。すなわちICニューロンはNacのニューロンにシナプスを形成し,AchがICニューロン終末に発現するムスカリン受容体を介してEPSCを抑制すると考えられる。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Anatomical aspects of corticotrigeminal projections to the medullary dorsal horn2020

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Masayuki、Nakaya Yuka
    • 雑誌名

      Journal of Oral Science

      巻: 62 ページ: 144~146

    • DOI

      10.2334/josnusd.19-0386

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Preceding Administration of Minocycline Suppresses Plastic Changes in Cortical Excitatory Propagation in the Model Rat With Partial Infraorbital Nerve Ligation2019

    • 著者名/発表者名
      Zama Manabu、Fujita Satoshi、Nakaya Yuka、Tonogi Morio、Kobayashi Masayuki
    • 雑誌名

      Frontiers in Neurology

      巻: 10 ページ: 1150

    • DOI

      10.3389/fneur.2019.01150

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] An optogenetic approach to investigate functional profiles of pro jection from the insular cortex to the nucleus accumbens2020

    • 著者名/発表者名
      Kitano Kouhei, Yuka Nakaya, Masayuki Kobayashi
    • 学会等名
      第97回日本生理学会
  • [学会発表] OPTOGENETIC STRATEGIES TO INVESTIGATE PROFILES OF EXCITATORY PROJECTION FROM THE INSULAR CORTEX TO TRIGEMINAL SPINAL SUBNUCLEUS CAUDALIS2019

    • 著者名/発表者名
      Yuka Nakaya, Masayuki Kobayashi
    • 学会等名
      第11回欧州疼痛学会
    • 国際学会

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公開日: 2021-01-27  

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