摘出脳幹標本を用いた咀嚼等三叉神経運動系リズム性活動の中枢解析

使用孤立的脑干标本对咀嚼过程中三叉神经运动系统的节律活动进行集中分析

• 批准号: 00J01350
• 负责人: 田中 晋
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-00J01350/
• 关键词: Patch-clamp recording; パターンジェネレーション; 感覚ニューロン; K-current; Na-current

米国UCLAのScott Chandler教授の研究室(H14 4月〜9月)と大阪大学、古郷幹彦教授の研究室(H14 9月〜12月)にて以下の研究を行った。前年度に引き続き三叉神経が司る顎運動リズム性活動に関係する脳幹内神経回路の内、特に三叉神経中脳路核ニューロンの膜特性とそれに関わる各種イオン電流の特性について検討を加えた。研究には生後2から12日目(P2-12)のSD系ラットより作製した脳幹スライス標本を用いて、whole-cell patch clamp recording techniqueにより、赤外線透視条件下で中脳路核ニューロンより記録を行った。三叉神経中脳路核ニューロンにおいては、生後発達に伴う内向き整流作用の増大、活動電位後再分極過程の短縮傾向、周波数依存性膜応答特性,P6以降で反復発射活動、内因性群発活動の出現がそれぞれ観察された。さらに検討を加えたところ、反復発射活動、内因性群発活動の発現にはpersistent-sodium current (I_<NaP>)、修飾にはh-current (I_h)の関与が示唆された。また生後発達における1)内向き整流作用の増大にはI_hの生後発達における電流密度の増大が関与していた他、2)再分極過程の短縮傾向にはI_<NaP>, I_h両者の電流密度の増大がその一因になっていると推察された。さらに膜の脱分極に伴って観察される高周波数特異性のresonance(50-100Hz)にはI_<NaP>が、静止膜電位あるいは過分極に伴って観察される低周波数特異性のresonance(<10Hz)にはI_hが特異的に関わっていることが明らかとなった。中脳路核ニューロンがその発火閾値下において低周波数領域のシナプス入力を選択的に増強、修飾しうるということは、in vivoにおける顎筋の活動周波数が5Hz前後であることから極めて興味深い結果と考えられた。

以下研究是在加州大学洛杉矶分校 Scott Chandler 教授实验室（2009 年 4 月至 9 月）和大阪大学 Mikihiko Kogo 教授实验室（2009 年 9 月至 12 月）进行的。延续去年，我们研究了三叉神经控制的下颌运动节律性活动相关的脑干神经回路，特别是三叉神经中脑束核神经元的膜性质以及相关的各种离子电流的特征。到它。该研究使用出生后2至12天的SD大鼠（P2-12）制备的脑干切片，并使用全细胞膜片钳记录技术在红外透视条件下记录中脑束核神经元。在三叉神经中脑束的神经元中，随着出生后发育，内向整流增加，动作电位后复极化过程有缩短的趋势，频率依赖性膜反应特征，P6后重复放电活动，以及内源性簇增加观察每个的外观。进一步研究表明，持续钠电流（I_<NaP>）参与重复放电活动和内源群活动的表达，h电流（I_h）参与修饰。此外，1）出生后发育过程中内向整流效应的增加与出生后发育过程中I_h电流密度的增加有关，2）复极化过程缩短的趋势是由于I_<电流密度的增加所致。 NaP> 和 I_h 的增加被推测。此外，I_<NaP>是通过膜去极化观察到的高频特定共振（50-100Hz），I_<NaP>是低频特定共振（<很明显，I_h专门参与频率（10Hz） ）。事实上，中脑束核神经元可以选择性地增强和修改低于其放电阈值的低频区域的突触输入，这是一个非常有趣的结果，因为体内下颌肌肉的活动频率约为 5 Hz。

项目成果

Susumu Tanaka, Nanping Wu, Chie-Fang Hsaio, Jack Turman, Jr., Scott H.Chandler: "Development of inward rectification and control of membrane excitability in Mesencephallic V neurons"J. Neurophysiology. (in press).

Susumu Tanaka、Nanping Wu、Chie-Fang Hsaio、Jack Turman, Jr.、Scott H.Chandler：“中脑 V 神经元膜兴奋性的内向整流和控制的发展”J。