The mechanism for the formation of compensatory circuits after brain injury by synaptic plasticity
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21H03294
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
實木 亨 三重大学, 医学系研究科, 准教授 (10546675)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥13,130,000 (Direct Cost: ¥10,100,000、Indirect Cost: ¥3,030,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
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| Keywords | CALI法 / AMPA受容体 / 機能回復 |
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| Outline of Research at the Start |
脳は損傷を受けた時に残存する領域において運動の機能的地図を再編成させることにより損傷から機能を回復する。このような脳損傷後の機能回復の実体は明らかではなかった。申請者らは損傷周囲においてリハビリテーション依存的にAMPA受容体シナプス移行を促進することにより大脳皮質損傷後の機能回復を誘導することを明らかにした。しかしながらAMPA受容体シナプス移行が促進することで損傷周囲の神経細胞がどのように運動機能を補ったのかについては不明である。
本研究では大脳皮質損傷後の損傷周囲におけるAMPA受容体シナプス移行がどのように失われた運動機能の回復を誘導するのかについて解明することを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでに申請者は、損傷周囲においてリハビリテーション依存的にAMPA受容体シナプス移行を促進することにより大脳皮質損傷後の機能回復を誘導することを明らかにした。しかしながら、AMPA受容体がシナプスに集積することでどのように運動機能を補ったのかについては不明である。また、AMPA受容体はGluA1~4サブユニットが存在し、海馬や大脳皮質においてはGluA1/1・GluA1/2・GluA2/3といった組み合わせの複合体によりイオンチャネルが形成され、それぞれの役割が異なると考えられている。このようなことから、どのような神経回路を担う神経細胞にどのようなタイミングで、さらにはどのようなサブユニット複合体のAMPA受容体が集積することで失われた運動機能が補われているのかについて明らかにすることを目的として本研究計画を実施した。
AMPA受容体を動物個体で時空間的に操作するため、光照射依存的に活性酸素を放出する光増感物質を用いた分子機能不活化法（Chromophore-assisted light inactivation：CALI法）を用いて、動物個体においてもGluA1/1やGluA2/3といったAMPA受容体サブユニットを特異的に機能阻害する手法を確立した。また、経路特異的にAMPA受容体の機能阻害をする上で遺伝子でコードされた光増感タンパク質を用いる必要があるため、AMPA受容体サブユニットに融合し高効率で機能阻害を誘導する光増感タンパク質を開発した。
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| Research Progress Status |
令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(12 results)
