脊髄中の遺伝子発現の変動から神経筋システムの可塑性を調べる方法
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20K11444
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59030:Physical education, and physical and health education-related
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
宮田 浩文 山口大学, 大学院創成科学研究科, 教授 (90190793)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 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 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
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| Keywords | 低酸素刺激 / 呼吸筋支配運動ニューロン / ｍRNA発現 / 運動ニューロン / 筋損傷 / 神経栄養因子 / 脊髄運動ニューロン / mRNA発現量 / 可塑性 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，ラット脊髄の各種mRNAの発現量を比較し，神経系の可塑性を比較的簡単に調べる方法を提案する。
1年目に，運動ニューロンの含有量の違う脊髄の部位差をリアルタイムRT-PCR分析で定量的に調べる。2年目に，片側下腿筋に筋損傷モデルを作成し，神経筋接合部の構築に関わる分子とそのレセプターの発現量を左右の脊髄腰膨大部において比較する。3年目に，低酸素負荷等において呼吸筋ニューロンのある頸髄と腰髄を比較する。
以上の結果を総合的にまとめて，脊髄中の遺伝子発現の変動から神経筋システムの可塑性を調べる方法について検討する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，脊髄の各種mRNAの発現量を比較し，神経系の可塑性を比較的簡単に調べる方法を模索している。本年度は，成熟ラットにおける間欠的低酸素曝露が筋及び中枢神経系の遺伝子発現に及ぼす影響を調べ，神経系の可塑性に関する知見を得ることを目的とした。
成熟ICRオスマウス(n=12、18か月齢：平均体重46.7±4.3g)が用いられた。5匹のマウスは常酸素下で，7匹のマウスは間欠低酸素下にて飼育した。間欠的低酸素は、チャンバー内をO2コントローラーを用いてO2濃度を12.8%に調整し、午前中に15分毎で6回曝露し、連続7日間続けた。両群とも，室温下、12時間の明暗サイクルで管理され、食事は自由摂食とした。すべてのマウスには、ソムノペンチルの腹腔内投与によって麻酔を施し、脊髄の頸髄(C)、胸髄(T)、大脳、小脳、筋を採取した。採取したサンプルは、液体窒素によって凍結し分析まで-80℃で保存した。
これまでの分析の結果、頸髄でold CTLと比較してOPN、NeuNが有意に低発現を示した。胸髄では、NeuNが有意に低発現を示した。また、OPNは低い発現の傾向が見られた。脳では、小脳でコントロールと比較してNeuNが有意に高発現を示した。大脳でもNeuNが有意に高発現を示した。このことから、脊髄においてOPNとNeuNに、脳においてNeuNに何らかの変化があったと考えられる。
当初、低酸素による影響から呼吸ニューロンが存在する頸髄においてmRNA発現量に有意な高発現が見られると予想したがそうではなかった。この要因としては、12.8%の酸素濃度が弱かった可能性、前肢筋の支配ニューロンをたくさん含む頸髄全体ではわずかな変化しか生じなかった可能性が考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
３年目に予定されていた間欠的低酸素曝露が筋及び中枢神経系の遺伝子発現に及ぼす影響に関する実験(サンプリング)はすべて順調に終了した。4年目に予定されている加齢変化に関する実験についてもすでに進行中であり，4年目の前半には，脊髄の分析を進める目途が立っている状況である。積極的に学会発表ならびに論文作成を行いたい。
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| Strategy for Future Research Activity |
４年目は加齢マウスの脊髄の各種mRNAの発現量を若齢マウスと比較し，加齢変化を検出できるか，さらにその変化は何を意味するか，について以下のように検討する予定である。
12週齢マウス6匹と18か月齢マウス12匹（一部は低酸素曝露）から，頚髄と胸髄を取り出す。それぞれの部位において各種mRNAの発現量を測定し，若齢マウスの値を基準とした，相対的な発現量変化を調べる。
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Report
(3 results)
Research Products
(8 results)
