Challenges in developing a method to control salivary secretion using optogenetics to improve oral microflora

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神経を特異的に刺激するオプトジェネティクス（光遺伝学）技術は，ターゲット神経細胞にウイルスベクターや遺伝子改変動物の交配にて光受容体タンパクを発現させ，光を照射することで神経細胞を特異的に操作することができる。今年度の研究では，この技術を顎下腺に用い，自律神経光刺激を用いた唾液分泌促進手法を確立した。ChAT-cre（副交感神経）およびDBH-creマウス（交感神経）とChR2-floxマウスをかけ合わせて，顎下腺を支配する各自律神経を操作できるマウスを作製した。約4週間のリカバリーの後，青色光照射を用いた唾液分泌能を電気抵抗測定器を用いて定量的に評価した。顎下腺内に電気抵抗測定器のプローブを挿入し，青色光照射にて副交感神経や交感神経を活性化すると，顎下腺内電気抵抗値は低下した。このことから，副交感神経および交感神経のいずれかの自律神経活性化にて唾液分泌が促されていることが示唆された。次に，光ファイバーを埋入・装着することなく顎下腺自律神経刺激ができる，近赤外光と希土類のランタノイドを用いた新しい低侵襲光遺伝学技術の確立を目指した。顎下腺上にランタノイドシートを埋入し，体外から近赤外光を照射すると，顎下腺内電気抵抗値は低下した。このことから，体外からの近赤外光照射を用いることで，低侵襲的に唾液分泌を促すことができる可能性が考えられた。これにより自由行動下マウスの顎下腺を長期間刺激することで，口腔内微生物叢の構成変化を捉えることができる可能性が示唆された。