Project/Area Number |
19K06925
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 46020:Anatomy and histopathology of nervous system-related
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Research Institution | Sapporo Medical University |
Principal Investigator |
市川 量一 札幌医科大学, 医学部, 准教授 (10223091)
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Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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Keywords | プルキンエ細胞 / 登上線維 / 平行線維 / スパイン / シナプス / 樹状突起 / 分節化 / 代謝性グルタミン酸受容体 / ホメオスタシス / 分節化構造 / 小脳 / 除神経 / 再生 / シナプス構築 |
Outline of Research at the Start |
神経細胞は、機能発現に依存した入力線維ごとに特異的なシナプス分布を示す、一方では、過度なシナプス入力の変化に対し出力を一定の範囲内に維持しようとする「ホメオスタシス」機能が発揮される。本研究では、小脳プルキンエ細胞を観察対象として取り上げ、その特徴的なシナプス構築の形成過程と修復再生過程における「ホメオスタシス」機能の影響を解明することを目的としている。具体的には、初期発生期ないしは成体にて入力線維に人為的に障害を加え、その後のシナプス構築形成過程あるいは修復課程において、プルキンエ細胞上で見られる残存した入力線維との間でのシナプス形成、およびスパイン形成の動態を解析することで評価する。
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Outline of Annual Research Achievements |
成体マウスにて登上線維シナプスを消去させた後では、平行線維シナプスが本来存在しない樹状突起近位部に低密度にて形成され、結果として20-25%平行線維シナプス数が増加していた。その一方で、登上線維シナプスと一致する領域、密度で、シナプスを形成しないスパインが残存していた。発生期マウスにて、樹状突起に登上線維シナプスが形成し始める齢よりも若い段階で登上線維を消失させた場合では、対照マウスのプルキンエ細胞の樹状突起近位部でおきる平行線維シナプスの減少はおこるが、平行線維シナプスの数が対照マウスの120-125%に達すると、除去作用は停止し、結果として、成体では、対照マウスと異なって、樹状突起近位部に平行線維シナプスが残存した。このことは、homeostatic plasticityが発生途上でおきる余剰シナプスの刈り込み作用(pruning)、を抑制したと考えられる。また、シナプスを形成しないスパインが樹状突起近位部で見られ、その密度は、対照樹状突起上の登上線維シナプスと同一の密度で出現する。対照マウスでは、登上線維シナプスがスパイン密度の高い遠位部にも平行線維シナプスと共存して存在し、その混合領域は樹状突起の長さの点で遠位部の約半分を占める(Ichikawa et al, 2002, 2016)。しかし、登上線維を発生初期に消失させたマウスでは、遠位部のスパインはすべて平行線維シナプスで覆われていた。遠位樹状突起に登上線維シナプスを形成するためには、登上線維の活動が必要であると考えられる。それに対し、成体で登上線維を破壊したマウスの樹状突起遠位部にはシナプスを形成しないスパインが残存した。このことは、一度形成された登上線維シナプスのシナプス後部は結合相手が登上線維に固定されるのではないかと類推された。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
実験の過程は、終了したが、コロナウィルス対策のため、ここ数年エフォートが教務の方に傾いたため、結果のとりまとめおよび、成果発表、論文作成に著しい遅れを生じている。
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Strategy for Future Research Activity |
結果をとりまとめ、得られたデータを論文などに公刊することに全力を注ぎたい。
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