2023 Fiscal Year Research-status Report
オプトジェネティクスを用いた咀嚼ー唾液分泌機構の解明
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22K21047
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| Research Institution | Showa University |
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Principal Investigator |
梶原 里紗 昭和大学, 歯学部, 助教 (40963103)
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2022-08-31 – 2025-03-31
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| Keywords | Phox2b / パッチクランプ / 唾液分泌 / オプトジェネティクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
唾液分泌量の低下は、咀嚼、嚥下、発音、味覚に影響を及ぼし、栄養摂取の減少や誤嚥性肺炎のリスクが高まる。唾液分泌は咀嚼時に最も活発となるため、この機構を賦活化すれば、唾液分泌の低下を改善できる可能性がある。しかし、咀嚼との関連も含めて唾液分泌の中枢神経メカニズムは良く分かっていない。申請者は、自律神経中枢の発生に関与する転写因子のPhox2bを発現するニューロンが上下唾液核周辺に多数存在し、これらのニューロンの存在部位を刺激すると、顎下腺を支配する上唾液核ニューロンが興奮することを発見した。そこで本研究では、Phox2b陽性ニューロンに着目し、パッチクランプ法やオプトジェネティクスを用いて上唾液核を興奮させるPhox2b陽性ニューロンを同定し、咀嚼に伴う唾液分泌の神経メカニズムの解明を行った。
上唾液核ニューロンへのパッチクランプは可能であり、小細胞性網様体に存在するPhox2b陽性ニューロンをオプトジェネティクス法で刺激すると反応があることは改めて確認できた。そこで、上唾液核ニューロンへ直接刺激を行っている、小細胞性網様体のPhox2b陽性ニューロンにもパッチクランプを行おうと試みたが、オプトジェネティクス法後の小細胞性網様体のPhox2b陽性ニューロンへの長時間のパッチクランプが困難であり、個別の神経機構を解析するのが困難であった。また、自由行動下のラットで、唾液腺にカテーテルを挿入し、小細胞性網様体のPhox2b陽性ニューロンをオプトジェネティクス法で刺激し、唾液量を測定する予定であったが、自由行動下だとラットの体動があり、唾液腺へのカテーテル挿入が困難であった。さらに、麻酔下で同様の実験を試みたが、麻酔によって自律神経の機能が抑制され、唾液分泌も抑制されてしまった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
オプトジェネティクス法で刺激した後の小細胞性網様体Phox2b陽性ニューロンの状態を長時間維持するのが困難であり、局所的に神経回路を形成するPhox2ｂ陽性ニューロンの探索が困難であった。
自由行動下での動物の唾液腺に、カテーテル挿入を行うのが困難であった。麻酔下での動物では、自律神経系が抑制され唾液分泌も抑制されるため、カテーテル挿入ができても唾液分泌の促進を促すことができなかったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
オプトジェネティクス法で使用するＬＥＤ光の刺激強度が強く、小細胞性網様体Phox2b陽性ニューロンの状態が悪くなっている可能性が考えられる。ＬＥＤ光の強度を、反応がある限界まで弱くするなど調整する。
唾液腺へのカテーテル挿入は可能であっため、麻酔下でカテーテルを挿入した後、強固に固定して麻酔がきれるのを待ち、自由行動下にするかなど研究手技の再考を行う。
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| Causes of Carryover |
ソフトウェアの更新費が予算よりも低額であったため、残額を次年度の物品費購入にあてる予定である。
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