The role of the serotonergic system in the development of feeding

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ヒトは生まれてすぐに母親からの母乳を吸う（吸啜）ことができ、その後訓練期間を経て固形物を咀嚼するようになる。この吸啜から咀嚼への発達期には、歯や顎などの末梢器官とともに摂食機能を司る中枢神経機構が大きく変化する。これまで咀嚼筋を支配する運動ニューロンの興奮性・抑制性シナプス伝達の性質がこの時期に大きく変化することを見出してきた。しかしこの変化の引き金となる因子については未だ不明である。一方この発達期には、情動や運動などの多くの脳機能の調節に関わるセロトニン神経系もまた成熟する。吸啜期にセロトニンの作動薬を脳内投与すると吸啜から咀嚼への転換時期が変化するという報告がある。したがって、吸啜から咀嚼への発達にセロトニン神経系が関与している可能性が極めて高い。本研究では、電気生理学的手法や遺伝子工学的手法を用いて、摂食機能を司る中枢神経機構の生後発達に対するセロトニン神経系の役割を解明することを目指す。2022年度には、まず咀嚼関連ニューロンへの抑制性シナプス伝達に対するセロトニンの影響を検索した。生後3～10日齢の咬筋運動ニューロンからパッチクランプを行い、AMPA受容体、NMDA受容体、GABAA受容体の拮抗薬であるCNQX（20 μM）、APV（20 μM）、bicuculline（10 μM）をそれぞれ投与した状態で、三叉神経上核刺激により誘発される抑制性シナプス後電流（IPSC）を記録し、5-HT（10 μM）の潅流液投与による効果を検証した。その結果、5-HTの投与によりIPSCの振幅が減少した。以上の結果から、セロトニンは三叉神経上核から三叉神経運動ニューロンへの抑制性シナプス伝達を抑制する効果があることが示唆された。