| Project/Area Number |
19J14692
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
高田 裕生 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
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| Keywords | 脊髄損傷 / 神経可塑性 / ニホンザル |
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| Outline of Research at the Start |
随意運動を制御する皮質脊髄路が脊髄損傷などにより傷害されると損傷部位以下で著しい運動機能の低下が生じる。これまでに先行研究において、脊髄損傷後の運動機能回復には、皮質脊髄路の神経回路再構築が重要であることが報告されている。しかし、脊髄損傷後の神経回路再構築の機構については、未だ不明な点が多くある。そこで、本研究ではサル脊髄損傷モデルを用いて、皮質脊髄路を形成する神経細胞が分布する運動関連領野（一次運動野、運動前野、補足運動野）における神経可塑性と機能回復の関係について解明するために、手指の運動機能の変化と神経細胞（巨大錐体細胞）の樹状突起および樹状突起スパインの形態変化に着目して解析を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
手指の巧緻運動は、ヒトや高次の非ヒト霊長類に特有の運動であり、日常生活を送る上で極めて重要である。この運動は皮質脊髄路（CST）によって制御されているため、脊髄損傷などによりCSTが損傷を受けると運動機能が著しく低下する。特に巧緻運動の回復は困難であり、障害が残存することが多い。ヒトと類似したCSTを有するマカクザルを用いた先行研究では、脊髄損傷後の運動機能回復には、一次運動野由来のCSTニューロンの脊髄レベルでの神経回路再編成が重要であることを報告している。しかし、脊髄損傷後のCSTニューロンの大脳皮質レベルにおける神経可塑性については不明な点が多い。そこで、本研究では、脊髄損傷サルモデルを用いて、手指の運動機能変化と運動関連領野に分布するCSTニューロンの可塑的変化の相関を明らかにすることを目的とした。行動学的評価には、巧緻性を定量的に評価できるreaching/grasping taskを用いた。CSTニューロンの可塑的変化は、ゴルジ染色法を用いて樹状突起と樹状突起スパインの形態に注目して解析を行った。樹状突起については、Sholl analysisを用い形態の複雑さを解析し、スパインについては、数をカウントして、局在分布を解析するとともに、形状を５種類（filopodia、thin、stubby、mushroom、branched types）に分類し、成熟度合いを判定した。その結果、損傷後急性期ではすべての運動関連領野で樹状突起およびスパインの複雑さは急激に低下するが、回復期では運動機能回復に伴い、正常な形態の再獲得が惹起されることが明らかになった。また、興味深いことに、このような可塑的変化の程度は運動関連領野によって異なっていた。以上の結果は、脊髄損傷後の手指の運動機能変化と運動関連領野に分布するCSTニューロンの可塑的変化の相関を明らかにしたものである。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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