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周産期の運動機能発達における抑制性神経伝達物質グリシンの役割

Research Project

Project/Area Number 23K07271
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 52050:Embryonic medicine and pediatrics-related
Research InstitutionUniversity of the Ryukyus

Principal Investigator

清水 千草  琉球大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (70435072)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 荒田 晶子  兵庫医科大学, 医学部, 准教授 (00266082)
岡部 明仁  西南女学院大学, 保健福祉学部, 教授 (10313941)
Project Period (FY) 2023-04-01 – 2026-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywordsグリシン / トランスポーター / 脊髄 / グリシントランスポーター / アストロサイト
Outline of Research at the Start

胎児は出生前から粗大な胎動を行うが、出生後に寝返りや歩行、手で道具を使うなどの微細運動を成長とともに獲得する。その鍵となるのが抑制性神経伝達物質グリシンである。なぜならば、グリシンの神経終末からの放出や抑制性に働くための分子などの遺伝子欠損マウスは、運動障害により生後早くに死亡するからである。本研究では、グリシンが、周産期に見られる著しい運動機能発達にどのような役割を果たすのかを明らかにすることを研究目的とし、形態的及び電気生理学的手法を用いたアプローチを用いて解析を行う。

Outline of Annual Research Achievements

胎児は、出生前から粗大な胎動を行うが、出生後に寝返りや歩行、手で道具を使うなどの微細運動を成長とともに獲得する。その鍵となるのが抑制性神経伝達物質グリシンである。なぜならば、グリシン放出に必須であるグリシントランスポーター(GlyT)2、抑制性応答に必要なK+-Cl-共輸送体2(KCC2)、アストロサイトへのグリシンの取り込みに必要なGlyT1のいずれの欠損マウスも運動障害により生後早くに死亡するからである。さらに、グリシンはNMDA受容体に結合し、グルタミン酸の興奮作用を増強する。しかし、グリシンが、運動機能発達にどのような役割を果たすのか未だ不明な点が多い。そこで本研究では、運動情報の出力を担う脊髄前角に着目し、発達に伴い、グリシン神経回路がどのように変化するのかを明らかにし、周産期の運動機能発達とグリシンの関連を解明することを研究目的とした。
グリシン神経伝達に関わる分子の発達変化を免疫組織化学法を用いて検討を行った。その結果、GlyT2をマーカーとして解析したグリシン作動性神経が脊髄前角で形成される以前に、アストロサイトにGlyT1が発現することがわかった。さらに、出生直後の前肢付き脊髄脳幹摘出標本を用いた生理学的手法により、胎動性活動に対しグリシンやGABAの抑制性伝達物質が重要なファクターとなりうることを明らかとした。これらのことから、胎児期の運動機能の発達には、グリシンが重要な役割を果たすことが明らかとなった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

グリシントランスポーターの免疫組織化学法については概ね終了し、論文執筆へと進めている。第129回日本解剖学会総会・全国学術集会の実行委員長を務めることとなり、研究時間が予想よりも少なくなったため、スライスを用いた研究を十分に進めることができなかったため。

Strategy for Future Research Activity

研究のさらなる推進のため、1名研究分担者を増員した。3名の研究分担者と密接に連絡をとりつつ、周産期における運動発達のためのグリシンの役割について研究を行う。

Report

(1 results)
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2024 2023

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] TRPA1 as a O2 sensor detects microenvironmental hypoxia in the mice anterior cingulate cortex2023

    • Author(s)
      Kawabata R, Shimoyama S, Ueno S et al.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 2960-71

    • DOI

      10.1038/s41598-023-29140-8

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Role of TRPA1 on respiratory network in the isolated brainstem-spinal cord preparation from neonatal rat2024

    • Author(s)
      Naoko Masutani, Ryo Kawabata, Yuki Kosaka, Kohei Koga, Akiko Arata
    • Organizer
      第101回日本生理学会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Effect of infection-inducing substance Poly(I:C) on body movement in the spinal cord preparations2024

    • Author(s)
      Yuki Kosaka, Chiaki Uchida-Nishiyama, Naoko Masutani, Hirotaka Ooka, Seiichi Morokuma, Akiko Arata
    • Organizer
      第101回日本生理学会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] K+-Cl-共輸送体2(KCC2)の発現低下によるGABA/グリシンの興奮性と、 脛骨神経損傷後の再生 との関係2024

    • Author(s)
      安藤 博之、清水 千草、屋冨祖 司、小坂 祥範、高山 千利
    • Organizer
      第129回日本解剖学会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Physiological approach to elucidate the behavioral basis. -Toward the next 100 years of physiology-2024

    • Author(s)
      高橋阿貴、荒田晶子(オーガナイザー)
    • Organizer
      第101回日本生理学会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 新生児ラットから分離された脳幹脊髄標本の橋におけるTRPA1の役割2023

    • Author(s)
      桝谷 直子、辻村 拓也、川端 遼、髙坂 侑希、古賀 浩平、荒田 晶子
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 神経活動および行動分析から見た周産期における体動性活動に対するPoly (I:C)の効果2023

    • Author(s)
      髙坂 侑希、竹村 香凜、中濱 綺杏、桝谷 直子、佐久間 大介、吉田 早希、玉木 彰、中原 一成、諸隈 誠一、荒田 晶子
    • Organizer
      第46回日本神経科学大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Role of TRPV1 and TRPA1 on the pons of isolated brainstem-spinal cord preparation from neonatal rat2023

    • Author(s)
      N. MASUTANI, R. KAWABATA, Y. KOSAKA, J. NAKAI, K. KOGA, A. ARATA
    • Organizer
      The Annual meeting of Society for Neuroscience, Neuroscience2023; Washington DC
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of Poly(I:C) on perinatal body movements view from neural activity and behavioral analysis2023

    • Author(s)
      Y. KOSAKA, N. MASUTANI, C. SHIMIZU-OKABE, K. NAKAHARA, S. MOROKUMA, A. ARATA
    • Organizer
      The Annual meeting of Society for Neuroscience, Neuroscience2023; Washington DC
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2023-04-13   Modified: 2024-12-25  

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