| Project/Area Number |
23K21350
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| Project/Area Number (Other) |
21H02589 (2021-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 46020:Anatomy and histopathology of nervous system-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
渡辺 雅彦 北海道大学, 医学研究院, 特任教授 (70210945)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮崎 太輔 北海道大学, 保健科学研究院, 准教授 (90374230)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2021: ¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000)
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| Keywords | 小脳 / プルキンエ細胞 / 登上線維シナプス / 平行線維シナプス / カルシウムチャネル / 登上線維 / 平行線維 / でん依存性カルシウムチャネル / P/Q型 / シナプス / シナプス刈込み / シナプス刈り込み / 細胞死 / 刈込み |
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| Outline of Research at the Start |
活動依存的なシナプス刈込みと入力選択的なシナプス接着形成は、シナプス回路発達の制御基盤である。申請者は、NMDA型グルタミン酸受容体やP/Q型カルシウムチャネル(P/Q型VDCC)が前者の、グルタミン酸受容体GluDと補体ファミリーCblnが後者の分子機構として、シナプス回路発達を制御していることを受精卵の段階から完全欠失するマウスモデルを用いて明らかにしてきた。本研究では、活動依存的なシナプス刈込み機構が成体期においても機能しているかについて解明することを目的として、小脳プルキンエ細胞特異的なP/Q型VDCCの成体期欠損モデルマウスを用いて検証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和3年度の研究活動において、成体期におけるプロゲステロン誘導剤投与によりてCav2.1遺伝子をプルキンエ細胞のみに選択的に欠損させるモデルマウスを作成した。令和4年度において、このモデルを用いて、成体期遺伝子欠損に伴う小脳の組織学的変化を光学顕微鏡と電子顕微鏡を用いて解析し、受精卵の段階から遺伝子を欠損する完全欠失型ノックアウトマウスの表現型とも一致した表現型を得たことから、Cav2.1は成体期においても、細胞死を抑止し近位樹状突起におけるスパイン形成を抑制する機能、すなわち近位樹状突起におけるシナプス刈り込みの促進する機能を果たしていることが明らかにした。
令和5年度においては、平行線維支配テリトリーと登上線維支配テリトリーの分離に関する解析に関する研究テーマに取り組んだ。まず、成体期欠損群とコントロール群の脳幹下オリーブ核に順行性神経トレーサーを注入して登上線維を蛍光標識し、登上線維が支
配するプルキンエ細胞樹状突起（カルビンジンで蛍光標識）上のテリトリーを可視化した。その結果、成体期欠損により登上背にに支配領域の近位退縮が誘導され、その後余剰な登上線維による多重支配が惹起された。一方、電子顕微鏡観察により平行線維シナプスの形成領域が本来の遠位樹状突起に限局せずに、近位部まで拡大していることを明らかにした。これにより、遠近方向に分離した登上線維と平行線維の支配テリトリーの境界形成において、成体期のP/Q型VDCCの機能により遠位に向かって移動し、登上線維支配の重複化が抑制されていることが明らかとなった。
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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
研究実績の概要に記載のとおり、申請時の研究計画はほぼ１００％進捗しており、最終年度となる令和６年度における論文化に向けて着実に進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和３年度～５年度の解析結果に基づき、最終年度となる令和６年度においては、登上線維の支配様式の異常を電気生理学的に追求するとともに、協調運動などの小脳運動制御機能を行動学的テストにより検討し、最終目標である論文化を目指す。
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