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2021 年度 実績報告書

神経障害性疼痛を制御する島皮質抑制性シナプス可塑性機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19H03821
研究機関日本大学

研究代表者

小林 真之  日本大学, 歯学部, 教授 (00300830)

研究分担者 藤田 智史  日本大学, 歯学部, 教授 (00386096)
山本 清文  日本大学, 歯学部, 講師 (30609764)
中谷 有香  日本大学, 歯学部, 助教 (60781391)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード島皮質 / 抑制性シナプス後電流 / GABA / Parvalbumin / 可塑性 / 長期増強 / 光遺伝学
研究実績の概要

本年度は,まずparvalbumin陽性ニューロンから錐体細胞への抑制性シナプス入力の長期増強機構について明らかにした。parvalbumin陽性ニューロンと考えられるfast-spikingニューロンの細胞内から脱分極電流パルスを与えてθバースト刺激すると,錐体細胞への抑制性シナプス後電流が長期増強を起こすニューロンペアと,長期抑圧を起こすペアが存在した。この長期増強は,paired-pulse ratio の減少を伴い,GABA(B)受容体拮抗薬によって消失したことから,この抑制性シナプス結合は,fast-spikingニューロンの終末にあるGABA(B)受容体の活性化によって,長期増強を起こすと考えられた。一方,長期抑圧はGABA(B)受容体拮抗薬の影響はほとんど受けなかった。また,シナプス前終末の電位依存性カルシウムチャネルのサブタイプとシナプス可塑性との間に関連性は認められなかった。
次に,parvalbumin-Creトランスジェニック・ラットの抑制性ニューロンにチャネルロドプシン2(ChR2)を選択的に発現させて,光刺激によって抑制性シナプス後電流の長期増強を誘発するプロトコールを確立した。すなわち,θバースト様の光刺激を加えることによって,長期抑圧ではなく長期増強が生じることが明らかになった。この長期増強は,NMDA受容体およびAMPA受容体拮抗薬の投与下でも生じた。
さらに,島皮質のparvalbumin陽性ニューロンをの興奮させると,疼痛関連逃避行動が変化するか否か検証した。島皮質への光刺激によってparvalbumin陽性ニューロンを選択的に活性化すると,逃避行動が抑制されることが明らかになった。
以上の実験から,島皮質のparvalbumin陽性ニューロンは可塑的に興奮性出力を制御しうること,そして痛み行動の発現を抑制することができると考えられた。

現在までの達成度 (段落)

令和3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

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2021 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Differential regulation of medium spiny and cholinergic neurons in the nucleus accumbens core by the insular and medial prefrontal cortices in the rat2021

    • 著者名/発表者名
      Hirose Kensuke、Nakaya Yuka、Kitano Kohei、Saito Yasuhiko、Kaneko Ryosuke、Yanagawa Yuchio、Yamamoto Kiyofumi、Shirakawa Tetsuo、Kobayashi Masayuki
    • 雑誌名

      Pflugers Archiv - European Journal of Physiology

      巻: 473 ページ: 1911~1924

    • DOI

      10.1007/s00424-021-02634-y

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synchronous inhibitory synaptic inputs to layer II/III pyramidal neurons in the murine barrel cortex2021

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Kiyofumi、Nakaya Yuka、Sugawara Shiori、Kobayashi Masayuki
    • 雑誌名

      Brain Research

      巻: 1773 ページ: 147686~147686

    • DOI

      10.1016/j.brainres.2021.147686

    • 査読あり
  • [備考] 日本大学歯学部薬理学講座

    • URL

      http://www2.dent.nihon-u.ac.jp/pharmacology/

URL: 

公開日: 2022-12-28  

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