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2020 年度 実績報告書

呼吸リズムに同期した高位脳幹領域の探索:呼吸困難感知覚機序解明のための基礎的検討

研究課題

研究課題/領域番号 18K17783
研究機関植草学園大学

研究代表者

福士 勇人  植草学園大学, 保健医療学部, 講師 (20738497)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード間脳 / 摘出間脳下部脳幹脊髄標本 / 呼吸リズム / 膜電位イメージング / 呼吸困難感
研究実績の概要

呼吸困難感とは,呼吸を行うことが容易ではないという感覚,あるいは呼吸に伴う不快感・苦痛をいう.呼吸困難感は,呼吸器疾患患者では特に労作時に増強し,患者の活動量を低下させ,QOL低下を引き起こす要因となる.そのため,患者の呼吸困難感を軽減させることは,呼吸リハビリテーションの実施上,極めて重要である.しかし,呼吸困難感の知覚機序は未だ十分には解明されておらず,呼吸困難感の緩和法も十分には確立されていない.
研究代表者は,呼吸困難感の知覚機序について,「下部脳幹部の呼吸中枢からの出力指令であるmotor commandと実際に実現された換気運動の大きさ・タイミングのミスマッチを大脳が感知した時に呼吸困難感が知覚される」という仮説を提唱し,その場合に存在するはずの「延髄で形成された呼吸活動運動指令の上行性コピー投射(運動指令随伴発射)」を,実験を通して実証した.具体的には,摘出間脳下部脳幹脊髄標本を用いた膜電位イメージング解析により,間脳で呼吸リズムに同期して活動する領域を同定するとともに,同定した領域が延髄の呼吸リズム形成機構を含む吻側腹外側野と解剖学的につながっていることを組織学的に確認した.
呼吸調節機構や呼吸困難感の知覚機序についての研究は,これまで肺,胸壁および呼吸筋の受容器などの末梢受容器や頸髄から橋までの領域に注目したものが多く,橋よりも高位の領域に注目した研究は非常に少なかった.本研究は,橋よりも高位の間脳に注目している点に独自性がある.本研究は,呼吸困難感の知覚機序に,下部脳幹だけでなく,より高位の脳領域も関与していることを示した点に意義がある.

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Mechanisms underlying the sensation of dyspnea2021

    • 著者名/発表者名
      Fukushi Isato、Pokorski Mieczyslaw、Okada Yasumasa
    • 雑誌名

      Respiratory Investigation

      巻: 59 ページ: 66~80

    • DOI

      10.1016/j.resinv.2020.10.007

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Calcium Imaging Analysis of Cellular Responses to Hypercapnia and Hypoxia in the NTS of Newborn Rat Brainstem Preparation2021

    • 著者名/発表者名
      Onimaru Hiroshi、Yazawa Itaru、Takeda Kotaro、Fukushi Isato、Okada Yasumasa
    • 雑誌名

      Frontiers in Physiology

      巻: 12 ページ: 645904

    • DOI

      10.3389/fphys.2021.645904

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] O2-Dependent Protein Internalization Underlies Astrocytic Sensing of Acute Hypoxia by Restricting Multimodal TRPA1 Channel Responses2020

    • 著者名/発表者名
      Uchiyama Makoto、Nakao Akito、Kurita Yuki、Fukushi Isato、Takeda Kotaro、Numata Tomohiro、Tran Ha Nam、Sawamura Seishiro、Ebert Maximilian、Kurokawa Tatsuki、Sakaguchi Reiko、Stokes Alexander J.、Takahashi Nobuaki、Okada Yasumasa、Mori Yasuo
    • 雑誌名

      Current Biology

      巻: 30 ページ: 3378~3396

    • DOI

      10.1016/j.cub.2020.06.047

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Structural and functional connectivity from the dorsomedial hypothalamus to the ventral medulla as a chronological amplifier of sympathetic outflow2020

    • 著者名/発表者名
      Kono Yosuke、Yokota Shigefumi、Fukushi Isato、Arima Yosuke、Onimaru Hiroshi、Okazaki Shuntaro、Takeda Kotaro、Yazawa Itaru、Yoshizawa Masashi、Hasebe Yohei、Koizumi Keiichi、Pokorski Mieczyslaw、Toda Takako、Sugita Kanji、Okada Yasumasa
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 ページ: 13325

    • DOI

      10.1038/s41598-020-70234-4

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Astrocytes mediate the post-hypoxic persistent respiratory augmentation2021

    • 著者名/発表者名
      Fukushi I, Takeda K, Pokorski M, Kono Y, Yoshizawa M, Hasebe Y, Nakao A, Mori Y, Onimaru H, Okada Y
    • 学会等名
      Experimental Biology 2021 Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] アストロサイトは低酸素負荷後の呼吸増強を持続させる2021

    • 著者名/発表者名
      福士勇人, 武田湖太郎, Pokorski Mieczyslaw, 横田茂文, 岡田泰昌
    • 学会等名
      第126回日本解剖学会総会・全国学術集会・第98回日本生理学会合同大会
  • [学会発表] Microglial Involvement in Stress‐induced Prolonged Sympathetic Nervous Excitation in Rats2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshizawa M, Fukushi I, Takeda K, Kono Y, Hasebe Y, Koizumi K, Toda T, Okada Y
    • 学会等名
      Experimental Biology 2020 Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Role of Microglia in Ventilatory and Blood Pressure Responses to Acute Hypoxia2020

    • 著者名/発表者名
      Okada Y, Yoshizawa M, Fukushi I, Takeda K, Kono Y, Hasebe Y, Koizumi K, Toda T
    • 学会等名
      Experimental Biology 2020 Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Astrocytes play an active role in persistence of respiratory augmentation in the recovery phase after hypoxic exposure2020

    • 著者名/発表者名
      Fukushi I, Kono Y, Takeda K, Yokota S, Onimaru H, Pokorski M, Okada Y
    • 学会等名
      Experimental Biology 2020 Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Role of microglia in sustenance of stress-induced sympathetic excitation in rats2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshizawa M, Fukushi I, Takeda K, Kono Y, Hasebe Y, Koizumi K, Toda T, Okada Y
    • 学会等名
      The 43rd Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • [学会発表] Calcium imaging analysis of cellular responses to hypercapnia and hypoxia in the NTS of newborn rat brainstem preparation2020

    • 著者名/発表者名
      Onimaru H, Yazawa I, Fukushi I, Takeda K, Okada Y
    • 学会等名
      The 43rd Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • [学会発表] Astrocytic activation is necessary for post-hypoxic persistent respiratory augmentation2020

    • 著者名/発表者名
      Fukushi I, Takeda K, Pokorski M, Yazawa I, Okazaki S, Kono Y, Yoshizawa M, Yokota S, Onimaru H, Okada Y
    • 学会等名
      The 43rd Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
  • [学会発表] Suppression of hypercapnic ventilatory response by suvorexant (Belsomra (R))2020

    • 著者名/発表者名
      Fukushi I, Yokota S, Takeda K, Terada J, Okada Y.
    • 学会等名
      The 60th Annual Meeting of the Japanese Respiratory Society
  • [学会発表] ストレス刺激による循環応答におけるマイクログリアの関与2020

    • 著者名/発表者名
      吉沢雅史, 福士勇人, 河野洋介, 長谷部洋平, 小泉敬一, 武田湖太郎, 岡田泰昌, 戸田孝子
    • 学会等名
      第54回小児循環器学会総会・学術集会
  • [図書] Structure-Function Relationships in Various Respiratory Systems2020

    • 著者名/発表者名
      Okada Y, Yokota S, Fukushi I
    • 総ページ数
      294
    • 出版者
      Springer
    • ISBN
      978-981-15-5596-1

URL: 

公開日: 2021-12-27  

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