脳梗塞からの機能回復過程における時間的・空間的な病態の遷移プロセスの解明
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21K07290
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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 51030:Pathophysiologic neuroscience-related
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
佐藤 時春 新潟大学, 脳研究所, 助教 (40542387)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
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| Keywords | 脳梗塞 / 回路再編 / 皮質脊髄路 / 神経回路 / 再編 |
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| Outline of Research at the Start |
脳障害は神経回路機能の破綻を引き起こす。限定的ではあるものの、再編により代償性の回路が形成され、一定の機能回復を示す。しかしながら、病態を回復させるプロセスがどのような作用機序で制御されているかわかっていない。
本研究では、運動機能をになう皮質脊髄路を対象に、神経-グリアの遺伝子の発現パターンおよび細胞形態を損傷後の時間および空間軸に沿って詳細に解析し、回路の再建と機能の回復へと病態の遷移をもたらす動作原理の全容を理解することを目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、運動機能をになう皮質脊髄路を対象に、脳梗塞後の脊髄における遺伝子発現および形態的なダイナミクスを神経-グリアの細胞種別に時間軸・空間軸に沿って解析し発現操作することで、回路の再建と機能の回復へと病態の遷移をもたらす時空間的な動作原理の全容を理解することを目的とする。脳や脊髄が損傷をうけると神経回路は破壊され、機能不全の病態を示す。しかし、一部で代償性の回路が作りだされ、病態を回復させることが近年わかってきた。分子機序を含め機能を改善させる病態遷移の動作原理を解明する研究が精力的に行われている。しかし、この病態遷移のプロセスをうながす因子が、いつどのように発現し、どの細胞・回路で機能しているかという時間的・空間的な作用機序の全体像は未解明のままである。そこで、本年度は、梗塞後、再編の起こる脊髄からmRNAを抽出し、RNAシークエンス法を用いて細胞種特異的な遺伝子の網羅的・経時的な発現パターンを解析し、再編を促す因子の同定とその機能解析を試みた。まず、非損傷群と比較し、1.5倍以上の発現変動を示す分泌性の遺伝子に着目したところ、障害後から恒常的に発現上昇する複数の因子を見出した。次に、神経初代培養系に同定した因子を作用させ、解析を行ったところ、これらの因子は、軸索伸長を促すことがわかった。さらに、これらの因子は、運動リハビリテーションを施した脳梗塞モデルマウスの脊髄において、より発現量が高くなることも見出した。現在、これらの分泌性因子の発現を脳梗塞モデルマウスにおいて操作し、病態を回復へとシフトする分子基盤を明らかにする実験に取り組んでいる。
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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
本研究では、運動機能をになう皮質脊髄路を対象に、脳梗塞後の脊髄における遺伝子発現および形態的なダイナミクスを神経-グリアの細胞種別に時間軸・空間軸に沿って解析し発現操作することで、回路の再建と機能の回復へと病態の遷移をもたらす時空間的な動作原理の全容を理解することを目的とする。本年度は、皮質脊髄路の再編を促す候補因子の同定することができた。以上のことから、再編の動作原理を理解する研究はおおむね順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度に見出した分泌性因子により誘導される回路の接続様式を詳細に調べ、再編された回路の機能解析に取り組む。以上の研究から、回路の再建と機能の回復へと病態の遷移をもたらす時空間的な動作原理の全容の理解を目指す。
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Report
(2 results)
Research Products
(6 results)
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[Journal Article] Cerebrospinal fluid-contacting neuron tracing reveals structural and functional connectivity for locomotion in the mouse spinal cord2023
Author(s)
Nakamura Y, Kurabe M, Matsumoto M, Sato T, Miyashita S, Hoshina K, Kamiya Y, Tainaka K, Matsuzawa H, Ohno N, Ueno M
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Journal Title
eLife
Volume: 12
Pages: 1-31
DOI
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Peer Reviewed / Open Access
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