Elucidation of neural and molecular mechanisms regulating brain function by oral sensation

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K07962
• Research Institution: Asahikawa Medical College
• Principal Investigator: 柏柳 誠 旭川医科大学, 医学部, 教授 (20169436)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 笹島 仁 北海道大学, 医学研究院, 助教 (00374562) ; 野口 智弘 旭川医科大学, 医学部, 講師 (10466500) ; 宮園 貞治 旭川医科大学, 医学部, 助教 (50618379)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 咀嚼 / 神経回路 / 介在神経 / GABA

Outline of Annual Research Achievements

体性感覚が脳室下層における神経新生に影響を与える経路の一つの可能性として、三叉神経主知覚核から視床、体性感覚野、運動野、脚橋柀蓋核を経て、黒質緻密部のドーパミン作動性細胞を興奮させ、脳室下層における神経新生を亢進させる経路を想定し研究を実施した。我々が経路として仮定した大脳皮質体性感覚野において神経興奮のマーカーであるFosを発現していた細胞を解析した結果、固形飼料を与えたマウスでは、粉末飼料あるいは餌を与えなかったマウスと比べて有意なFos陽性細胞の発現を認めた。また、外側網様体、橋核、三叉神経脊髄路核、黒質網様部でも固形飼料を摂餌したマウスでFos陽性細胞が増加していた。
脳室下層で新生した神経細胞は嗅球まで移動して介在神経として匂い情報処理を行っている。固形飼料で飼育したマウスの嗅球から測定された抑制性後シナプス電流はGABA受容体の拮抗薬であるbicucullinにより阻害されたために、介在神経から放出されるGABAに由来する後シナプス電流であることが示された。一方、粉末飼料で飼育したマウスのスライスでは、抑制性後シナプス電流の頻度と強度が減少した。また、粉末飼料飼育のマウスで測定された抑制性後シナプス電流の時間経過は、固形飼料飼育のマウスのものと同様だった。この結果は、GABAA受容体で知られているfastとslowの両者の電流が減弱していることを示した。以上の結果は、粉末飼料で飼育したマウスの脳室下層の神経新生の低下に伴う新生細胞の嗅球への移動の減少が、介在神経からのGABA放出の変化を引き起こし、嗅球の出力細胞の僧帽細胞の活動に影響を与えることを示した。なお、最終年度は研究代表者が三度にわたり入院したために顕著な研究の進捗は得られなかった。