The study using chemical genetics to reveal regulation mechanisms of insulocortical hyperactivities in the neuropathic pain model

该研究利用化学遗传学揭示神经病理性疼痛模型中岛叶皮质过度活跃的调节机制

基本信息

批准号：
22H03257
负责人：
小林真之
金额：
$ 11.32万
依托单位：
Nihon University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

令和4年度は，アデノ随伴ウイルスベクターを用いて，島皮質の主要な抑制性ニューロンであるparvalbumin陽性ニューロンに対して特異的にムスカリン3型デザイナー受容体を発現させることに取り組んだ。福島医科大学の小林和人教授から供与されたLE-Tg(Pvalb-cre)2Kobaラットの島皮質にAAV-Flox-hM3D-mCherryを注入し，免疫組織化学的にparvalbumin陽性ニューロン特異的にAAVが感染しているか検証した。当初，AAV5-Flox-hM3D-mCherry（AAV-hM3D）を用いて実験を行った結果，parvalbumin陽性ニューロンのみならず，錐体ニューロンと考えられる細胞にも感染していることが明らかとなった。そこでAAVのセロタイプを変更して検証した結果，AAV2が感染効率および感染特異性も高い最適なセロタイプであることが明らかとなった。この結果に基づき，以降の実験について，ベクターにはAAV2-Flox-hM3D-mCherry（AAV2-hM3D）を用いることとした。次に，AAV-hM3D注入後3週後に島皮質スライス標本を作製し，mCherryで標識された細胞からホールセル・パッチクランプ記録を行った。その結果，mCherry陽性ニューロンは，脱分極通電によって活動電位の持続時間が極めて短く，50-100 Hz以上の高頻度の連続発火を示した。したがって，mCherry陽性ニューロンは，いわゆるfast-spikingニューロンであると考えられた。したがって，電気生理学的にも，LE-Tg(Pvalb-cre)2KobaラットにAAV2-hM3Dを注入することによって，parvalbumin陽性ニューロン特異的にヒトムスカリン3型デザイナー受容体を発現させることが可能であることを明らかに出来た。

在 2020 财年，我们使用腺相关病毒载体，专门在小清蛋白阳性神经元（岛叶皮质中的主要抑制性神经元）上表达毒蕈碱 3 型设计受体。将AAV-Flox-hM3D-mCherry注射到福岛医科大学Kazuto Kobayashi教授提供的LE-Tg(Pvalb-cre)2Koba大鼠的岛叶皮质中，免疫组织化学检查显示AAV对小清蛋白阳性神经元具有特异性。看看是否被感染。最初，使用 AAV5-Flox-hM3D-mCherry (AAV-hM3D) 的实验表明，不仅小白蛋白阳性神经元，而且被认为是锥体神经元的细胞也被感染。因此，通过改变AAV血清型进行测试的结果表明，AAV2是具有高感染效率和感染特异性的最佳血清型。基于这一结果，我们决定使用AAV2-Flox-hM3D-mCherry（AAV2-hM3D）作为后续实验的载体。接下来，在 AAV-hM3D 注射后 3 周制备岛叶皮质切片，并从 mCherry 标记的细胞中进行全细胞膜片钳记录。结果，当施加去极化能量时，mCherry阳性神经元表现出极短的动作电位持续时间和以50-100 Hz或更高的频率连续放电。因此，mCherry 阳性神经元被认为是所谓的快速尖峰神经元。因此，从电生理学角度来看，通过将AAV2-hM3D注射到LE-Tg(Pvalb-cre)2Koba大鼠中，可以在小白蛋白阳性神经元中特异性表达人毒蕈碱3型设计受体。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Insulin facilitates synaptic transmission via gap junctions between fast-spiking interneurons in the rat insular cortex

胰岛素通过大鼠岛叶皮质中快速尖峰中间神经元之间的间隙连接促进突触传递

DOI：
10.2334/josnusd.22-0438
发表时间：
2023
期刊：
Journal of Oral Science
影响因子：
1.9
作者：
Kosukegawa Satoshi;Nakaya Yuka;Kobayashi Satomi;Kitano Kohei;Matsumura Sachie;Ogisawa Shohei;Zama Manabu;Motoyoshi Mitsuru;Kobayashi Masayuki
通讯作者：
Kobayashi Masayuki

Insular cortical projections to the trigeminal spinal subnucleus caudalis regulate pain-related behaviors in rats

岛叶皮质投射到三叉神经尾部脊髓亚核调节大鼠的疼痛相关行为

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Nakaya Y;Kobayashi M
通讯作者：
Kobayashi M

Neural Subtype-dependent Cholinergic Modulation of Neural Activities by Activation of Muscarinic 2 Receptors and G Protein-activated Inwardly Rectifying Potassium Channel in Rat Periaqueductal Gray Neurons

DOI：
10.1016/j.neuroscience.2022.10.012
发表时间：
2022-10-29
期刊：
NEUROSCIENCE
影响因子：
3.3
作者：
Sugawara，Shiori;Nakaya，Yuka;Kobayashi，Masayuki
通讯作者：
Kobayashi，Masayuki

オプトジェネティクス法を用いた島皮質PV細胞の活性化による疼痛制御効果

光遗传学方法激活岛叶皮质PV细胞的疼痛控制作用

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Murakami Tomohiko;Takahata Yoshifumi;Hata Kenji;Ebina Kosuke;Hirose Katsutoshi;Ruengsinpinya Lerdluck;Nakaminami Yuri;Etani Yuki;Kobayashi Sachi;Maruyama Takashi;Nakano Hiroyasu;Kaneko Takehito;Toyosawa Satoru;Asahara Hiroshi;Nishimura Riko;小林秀太朗，大橋一徳，小林真之;小林理美，藤田智史，小林真之
通讯作者：
小林理美，藤田智史，小林真之

プロポフォール誘発アルファ周波数帯増強の皮質内メカニズム

异丙酚诱导α频带增强的皮质内机制

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Haraguchi K;Yoshiga D;Oda M;Tabe S;Mitsugi S;Takahashi O;Habu M;Sasaguri M;Morimoto Y;Yoshioka I;Tominaga K;小柳裕子，小林真之
通讯作者：
小柳裕子，小林真之