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2020 年度 実施状況報告書

ALS咀嚼障害の電気生理学的検討とAIを用いた行動研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K24117
研究機関大阪大学

研究代表者

関 壮樹  大阪大学, 歯学部附属病院, 医員 (60755081)

研究期間 (年度) 2019-08-30 – 2022-03-31
キーワードALS / 咀嚼障害 / 三叉神経 / SOD1G93A / パッチクランプ / NPY / AI
研究実績の概要

ALSモデルマウス (SOD1-G93A) を使った神経生理学的な研究によって、咀嚼運動の制御に関わる一次感覚ニューロンの発火異常(野生型マウスと比較し、ALSモデルマウスでは、ナトリウム電流が有意に減少されていることによる、発火活動の過剰抑制が認められた)が乳幼児期より発現することを報告した (Seki et al., J Neurosci 2019)。
ALSモデルマウスを使った行動研究では、開閉口運動のサイクル (咀嚼サイクル) に注目、進行期ALSモデルマウスでは、咀嚼サイクルが延長すること、咀嚼障害の進行と体重減少に強い相関関係があることを報告した(北岡,関ら, 日本口腔外科学会2020)。
乳幼児期ラットを用いた生理学的研究では、脳内生理活性物質であるニューロペプチドY (NPY) やオレキシンA (Ox A) が、咀嚼運動の制御に関わる三叉神経中脳路核ニューロンの発火を促進させることを報告した(Seki et al., J Neurosci Res 2020)(Tanaka et al.,Neuroscience Letters 2021)。さらに第24回口腔顔面神経機能学会学術大会にてNPYの神経修飾作用について報告、最優秀賞を受賞した。現在ALSモデルマウスの咀嚼障害がいつ頃どのように出現するのか判定するため、AI(SSDを用いたデープラーニング)により咀嚼障害鑑別を試みている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

ALSモデルマウスの咀嚼運動の中で、開閉口運動のサイクル (咀嚼サイクル) に注目、咀嚼サイクルの延長を鑑別することで咀嚼障害を鑑別する人工知能(Artificial Intelligence; AI)の開発を行っている。

今後の研究の推進方策

今後マウスの咀嚼障害鑑別AIを使って、ALSモデルマウスの咀嚼障害治療効果判定を行っていく。治療薬には、脳内生理活性物質であるニューロペプチドY (NPY) やオレキシンA (Ox A) が候補になる。これらの薬剤投与により、ALSモデルマウスの咀嚼障害が改善傾向にあれば、薬剤の作用機序を電気生理学的手法により解明する。

次年度使用額が生じた理由

現在、ALSモデルマウスの咀嚼障害がいつ頃どのように出現するのか正確に判定するため、ALSモデルマウスの咀嚼障害鑑別AIを開発中であるが、AIの鑑別制度を高めるため追加の実験期間が必要になり、次年度に必要が繰り越しとなった。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Persistent sodium conductance contributes to orexin-A-mediated modulation of membrane excitability in neonatal rat mesencephalic V neurons2021

    • 著者名/発表者名
      Susumu Tanaka, Soju Seki, Yudai Ono, Akifumi Enomoto, Mikihiko Kogo
    • 雑誌名

      Neuroscience Letters

      巻: 753 ページ: 753

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2021.135846

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multiple canalicular adenomas arising in the buccal mucosa and upper lip: Case report and literature review2020

    • 著者名/発表者名
      Kazuma Harada, Susumu Tanaka, Kaori Oya, Toshihiro Uchihashi, Yusuke Yokota, Soju Seki, Yohei Fujishita, Mikihiko Kogo
    • 雑誌名

      Journal of Oral and Maxillofacial Surgery, Medicine, and Pathology

      巻: 32 ページ: 525-528

    • DOI

      10.1016/j.ajoms.2020.07.016

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Orexins modulate membrane excitability in rat trigeminal motoneurons2020

    • 著者名/発表者名
      Susum Tanaka, Masataka Higuchi, Soju Seki, Akifumi Enomoto, Mikihiko Kogo
    • 雑誌名

      Journal of Oral Science

      巻: 23 ページ: 265-270

    • DOI

      10.2334/josnusd.19-0141.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Neuropeptide Y modulates membrane excitability in neonatal rat mesencephalic V neurons.2020

    • 著者名/発表者名
      Soju Seki, Susumu Tanaka, Saori Yamada, Tadataka Tsuji, Akifumi Enomoto, Yudai Ono, Scott H Chandler, Mikihiko Kogo
    • 雑誌名

      Journal of Neuroscience Research

      巻: 98 ページ: 921 - 935

    • DOI

      10.1002/jnr.24583.

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Circuit-Specific Early Impairment of Proprioceptive Sensory Neurons in the SOD1G93A Mouse Model for ALS2020

    • 著者名/発表者名
      Soju Seki, Toru Yamamoto, Kiara Quinn, Igor Spigelman, Antonios Pantazis, Riccardo Olcese, Martina Wiedau-Pazos, Scott Chandler, Sharmila Venugopal
    • 雑誌名

      Journal of Neuroscience

      巻: 39 ページ: 8798-8815

    • DOI

      10.1523/JNEUROSCI.1214-19.2019.

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 摂食関連神経ペプチドによる三叉神経中脳路核ニューロン周波数応答特性の神経修飾作用2021

    • 著者名/発表者名
      関 壮樹, 田中 晋, 山田 早織, 石井 庄一郎, 古郷 幹彦
    • 学会等名
      口腔顔面神経機能学会2021
  • [学会発表] 硬化性歯原性癌の1例2020

    • 著者名/発表者名
      関 壮樹, 西村, 奈穂, 平岡, 慎一郎, 田中 晋, 福田, 康夫, 笹平, 智則, 竹田, 雅司, 古郷, 幹彦, 濱口 裕弘
    • 学会等名
      日本口腔外科学会2020
  • [学会発表] モデルマウスを用いたALS咀嚼障害の解明2020

    • 著者名/発表者名
      北岡 好大, 関 壮樹, 平岡 慎一郎, 田中 晋, 古郷 幹彦
    • 学会等名
      日本口腔外科学会2020
  • [学会発表] 遮光板を用いて含歯性嚢胞の摘出を行った骨髄性プロトポルフィリン症の1例2020

    • 著者名/発表者名
      野添 彬, 関 壮樹, 下岡 拓也, 小田 紗矢香, 原 崇之, 北川 太二, 田中 晋, 磯村 恵美子, 古郷幹彦
    • 学会等名
      日本口腔外科学会2020
  • [学会発表] 摂食促進ペプチドNeuropeptide Yによる三叉神経中脳路核ニューロンのバースト活動促進に関わる発生機序の検討2020

    • 著者名/発表者名
      関 壮樹
    • 学会等名
      日本口腔科学会2020
  • [学会発表] 下顎正中骨延長術の治療バリエーション2020

    • 著者名/発表者名
      原田 計眞, 相川 友直, 新宅 優子, 村田 有香, 中津川 昂平, 黒坂 寛, 山本 沙優里, 関 壮樹, 山田 早織, 山城 隆, 古郷 幹彦
    • 学会等名
      日本顎変形症学会雑誌2020
  • [学会発表] 顎関節形成術におけるマイテックアンカースクリューの応用2020

    • 著者名/発表者名
      相川 友直, 新宅 優子, 原田 計眞, 関 壮樹, 山田 早織, 藤下 陽平, 石原 康貴, 古郷 幹彦
    • 学会等名
      日本顎変形症学会雑誌2020
  • [学会発表] 骨格性II級顎矯正手術の術後安定性の検討2020

    • 著者名/発表者名
      関 壮樹, 新宅 優子, 相川 友直, 原田 計眞, 山田 早織, 古郷 幹彦
    • 学会等名
      日本顎変形症学会雑誌2020

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公開日: 2021-12-27  

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