| 研究課題/領域番号 |
21K10055
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| 研究機関 | 愛知学院大学 |
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研究代表者 |
片倉 伸郎 愛知学院大学, 歯学部, 准教授 (20185804)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 舌下神経運動ニューロン / グリア細胞 / ニューロン-グリア連関 / 鎮静法 / 遺伝子組換えラット / スライスパッチクランプ / GFP |
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| 研究実績の概要 |
閉塞性タイプの睡眠時無呼吸症候群 (SAS) で起こる舌根沈下は、静脈内鎮静法でもしばしば観察される。このような舌根沈下は、機能的側面からみると、胸郭運動によって遂行される呼吸活動が維持されているにも関わらず、気道維持に関わる舌筋群の緊張が低下するという “乖離” があることが特徴として挙げられる。本研究は、① 呼吸筋群を動かす運動ニューロン群と ② 気道維持に働く上気道を形成する筋群を動かす運動ニューロン群との間に鎮静薬存在下で活動度に差異が生じることが、舌根沈下が起こる原因であると想定し、気道開通に重要な役割を果たす舌筋群の活動性が、どのような機序で維持され、どのような条件で低下するかを、ニューロンだけではなく、その周囲を取り巻くグリア細胞を加えた『ニューロン-グリア連関』の観点から解析の俎上に載せることを目指すものである。
本年度は、研究に用いる脳幹スライス標本で 容易に運動ニューロンとグリア細胞の判別が可能となるように、GFPを利用した光学実験系を導入し確立した。導入したのは脳下垂体での研究に用いられている遺伝子組換えラットでW-Tg (S100b-EGFP) Scell系統で、同ラットの脳幹スライス標本でも舌下神経核や中脳路核を含めた脳領域でグリア細胞にGFPが発現することを確認し、今後の研究遂行に有効であることを検証した。NMDA投与によってリズム活動の出現する舌下神経運動ニューロンにギャップ結合の遮断薬であるcarbenoxolone を投与すると、① リズム活動が維持される舌下神経運動ニューロン、② 持続的活動に変化する舌下神経運動ニューロン、③ 活動が消失する舌下神経運動ニューロンの３群が観察された。②および③は、リズム活動の維持にニューロン間あるいはニューロン-グリア細胞間に電気的結合を必要とする舌下神経運動ニューロンと推測される。
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| 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
W-Tg (S100b-EGFP) Scell系統の遺伝子組換えラットの脳幹スライス標本を用いることによって、ニューロン-グリア連関を解析する上で、ニューロンとグリア細胞との判別が容易になった。加えて、グリア細胞を同定した上で Fluo-3等を用いた細胞内カルシウムイオン濃度変動の光学測定が可能となった。一方、ニューロン-グリア連関の要点のひとつであるギャップ結合を遮断した状態で、NMDA投与によって誘発されるリズム活動が３つの様態に分けられることが判明し、今後の研究遂行の方向性を示すことができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度の結果から、W-Tg (S100b-EGFP) Scell系統の遺伝子組換えラットを用いた実験系の有用性が確認されたことから、今後は、パッチクランプ法を用いた電気生理学的解析方法に、膜電位変動や細胞内カルシウムイオン濃度変動の観察に、複数の蛍光色素を用いた光学測定を併用し、静脈鎮静法に用いられる midazolam や propofol の効果を、① 舌下神経運動ニューロンと ② 頸髄運動ニューロンの両者で検証していく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
調達を予定していた薬品の一部が年度内に未納品だったため、8,000円の次年度使用額が生じた。当該品は2022年度に納入予定であり、2022年度の使用計画に大きな変更はない。
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