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

• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H03257/
• 关键词: 島皮質; ケミカルジェネティクス; 抑制性ニューロン; 逃避行動; 局所神経回路; Parvalbumin陽性ニューロン; 痛覚; 神経障害性疼痛; 可塑性

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。

In the fourth year of this year, the main inhibitory neurons in the insular cortex were found to be parvalbumin positive, while the specific neurons in the insular cortex were found to be type 3 receptors. Kazuhito Kobayashi, Professor of Fukushima Medical University, offered to inject AAV-Flox-hM3D-mCherry into LE-Tg(Pvalb-cre)2Koba's island-cortex, and to detect AAV infection specifically by immunohistochemistry. At first, AAV5-Flox-hM3D-mCherry (AAV-hM3D) was used to detect the infection. The results showed that parvalbumin was positive and the cone was positive. AAV2 has the highest infection rate and infection specificity. The result is that AAV2-Flox-hM3D-mCherry (AAV2-hM3D) is used in the middle of the game. In addition, 3 weeks after AAV-hM3D injection, the changes in the cortex were observed and mCherry labeling was recorded. As a result, the mCherry positive signal is detected, and the duration of the active potential is extremely short, and the continuous fire is detected at a high frequency above 50-100 Hz.したがって，mCherry阳性ニューロンは，いわゆるfast-spikingニューロンであると考えられた。For electrophysiological purposes, LE-Tg(Pvalb-cre)2Koba receptor AAV2-hM3D is injected into the cell, and parvalbumin positive is injected into the cell.

项目成果

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

• 发表时间: 2022
• 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

• 发表时间: 2022
• 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

• 发表时间: 2023
• 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