末梢神経系における交感神経活動制御ための新たな神経回路機構

Research Project

Project/Area Number	22K06489
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 46030:Function of nervous system-related
Research Institution	Hyogo Medical University
Principal Investigator	神田浩里兵庫医科大学, 薬学部, 助教 (80842088)
Project Period (FY)	2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help	¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000) Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000) Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords	交感神経活動 / 末梢神経 / パッチクランプ / GABA / CGRP / 光遺伝学 / 神経回路 / シナプス伝達 / EPSC
Outline of Research at the Start	交感神経活動は主に中枢神経によって制御されるが、近年では腹腔神経節内での介在神経や感覚神経による末梢性調節機構の存在が示唆されている。本研究では、申請者の独自技術であるPressure-clamp パッチクランプ法を腹腔神経節へ応用し、神経回路を温存した状態でのシナプス伝達解析を行う。また、SST-cre (介在神経のマーカー)もしくはCGRP-cre(感覚神経のマーカー)の各ラット系統と光遺伝学（ChR2）を組み合わせることによって、光刺激による制御下で神経回路の解明を行う。これにより、これまで詳しく知られていなかった末梢神経系で行われる交感神経活動調節について分子レベルでの解明を目指す。
Outline of Annual Research Achievements	自律神経は全身の臓器に広く分布し、生体の機能性調節の中枢機構として身体の恒常性の維持に重要な働きを担う。中でも交感神経は視床下部が機能的調節を担っていることが知られており、生理的反応からストレス応答等、中枢神経を介した交感神経活動調節機構の研究が主流として盛んに行われている。従来の研究において見逃されている視点の一つに、交感神経節内で行われる末梢性の交感神経活動調節機構がある。 1.　初年度では、まず初めに腹腔神経節標本からのPressure-clampパッチクランプ法を用いたシナプス伝達解析法の開発を行った。これにより腹腔神経節においてアセチルコリンによるシナプス後電流（EPSCs）の記録に成功しており、その基本的な電気生理学的特性を明らかにすることができた。また、抑制性の神経伝達物質による交感神経活動調節を明らかにするために、交感神経節後神経のGABAやグリシンに対する応答性を探索し、交感神経節内で行われるGABAによる調節機構を紐解くための重要な足がかりを得た。 2.　末梢神経系における感覚神経による交感神経活動調節を明らかにするために、CGRPα-creラットとCGRPβ-creラットの2系統を作製した。今年度はCGRPα-creラットのCreタンパクが正しく発現する事を確認し、光遺伝学による「選択的な感覚神経刺激」法を導入するためのツールを得ることが出来た。初年度では、交感神経節内で行われる神経活動調節や、感覚神経入力による調節機構が明らかになりつつあり、それを更に理解するための技術基盤も確立しつつある。これらにより、末梢性の交感神経活動制御を明らかにすることで、従来の中枢性機構と併せた生体としての交感神経活動の理解を目指す。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 1: Research has progressed more than it was originally planned. Reason 第１の課題である、神経節内の調節機構に関しては、当初の計画より前倒しで研究が進捗している。2023年度内に、データを取り揃えて論文執筆の段階へと移行する計画をしている。また二つ目の課題のCGRPβ-creラットの作製に関して、Creラットのデザイン～個体の作製～施設間の譲受について、当初想定していた計画よりすべての段階でスムーズに進めることができた。そのため2世代目を使用したCre発現解析に着手することが出来ている。
Strategy for Future Research Activity	当初の研究計画より、実験概要に記載した通り、神経節内調節機構と感覚神経による神経性調節の2つの軸を中心に研究を進める予定である。 2023年度では、抑制性の神経伝達調節機構の課題について、電気生理学的根拠を更に追加し、可能であれば年度内での論文投稿を予定としている。またさらにこれらの発見をベースに、さらに網羅的な遺伝子解析も行っていく予定である。感覚神経による調節機構の課題について、ラットにアデノ随伴ウィルス用いたChR2等の遺伝子導入を行う予定である。年度内では、まず感覚神経に対してウィルス感染効率の高い方法の探索・検討を行い、安定した遺伝学的神経活動操作法の確立を目指す。