大脳基底核-脚橋被蓋核投射系による筋緊張と歩行の統合制御様式

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10680758
• Research Institution: Asahikawa medical college
• Principal Investigator: 高草木 薫 旭川医科大学, 医学部, 助教授 (10206732)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 斉藤 和也 旭川医科大学, 医学部, 助手 (20301997)
• Keywords: (大脳)基底核 / 脚橋被蓋核 / GABA(δ-アミノ酪酸) / コリン作動性投射 / 黒質網様部 / 筋緊張 / 歩行運動 / パーキンソン日病

Research Abstract

基底核の疾患では随意運動の障害(運動量の異常や不随意運動)に加えて、起立や歩行、そして筋緊張の異常も出現する。これまで、基底核と大脳皮質を結ぶ神経回路により基底核疾患における運動障害の発現機序の解明が試みられてきた。しかし、筋緊張や歩行の異常がどの様なメカニズムで出現するのかは未だ解明されていない。本研究課題では、基底核から脚橋被蓋核への投射系が脳幹・脊髄に存在する神経機構を制御して筋緊張や歩行を制御するという作業仮説を基盤にして、基底核による筋緊張と歩行運動の制御機構の解明を試みた。
実験には、急性除脳ネコ標本とラット脳幹のin vitro slice標本を用いた。前者では、「基底核から脚橋被蓋核順域を経由して脳幹網様体に至る投射系はどの様に歩行運動と筋緊張の制御に関与するのか?」を、後者では、「基底核から脚橋被蓋核の細胞にはGABA作動性の抑制作用が誘発されるのか否か?」を解析した。除脳ネコの実験では、(1)脚橋被蓋核領域には歩行と筋緊張の制御に関する領域が存在すること、(2)筋緊張の制御には脚橋被蓋核のコリン細胞が関与し、歩行の発現にはこの核の非コリン細胞関与すること、(3)基底核の出力核である黒質網様部から脚橋被蓋核領域へのGABA作動性投射が亢進すると、歩行リズムは抑制され、筋緊張抑制系の活動が抑制される(筋緊張が増大する)こと、などを明らかにすることができた。一方、ラット脳幹のin vitro slice標本を用いた実験からは、(1)黒質網様部から脚橋被蓋核のコリン細胞及び非コリン細胞には抑制性投射が存在すること、(2)各々の抑制には、ともにGABA_A受容体が関与することなどが明らかとなった。
これらの成績は、基底核から脚橋被蓋核を経由して脳幹に至る投射系が筋緊張や歩行運動の制御にに関与することを示すと共に、基底核疾患における歩行障害や筋緊張異常の病態生理機序の解明につながると考えられる。

Research Products

• [Publications] Takakusaki,K.: "The medullary reficulas formation produces parallel..."Neuroscience Research. 24. 151 (2000)
• [Publications] Takakusaki,K. et al.: "The nigrotegmental systems involved in the control of ...."Society of Neuroscience abstract. 26. 1224 (2000)
• [Publications] Takakusaki,K. et al.: "Basal gomglia contral of muscle tone and locomotion.."Japanese Jounnal of Physiology. (in press).
• [Publications] Takakusaki K. et al.: "Medullary reficulospinal tract mediating the..."Neuroscience. (in press).
• [Publications] 高草木薫: "基底核による歩行運動と筋緊張の制御"日本臨床神経生理学会雑誌. (印刷中).
• [Publications] 斉藤和也 他: "黒筧網様部から中脳ドパミン細胞への抑制性投射…"日本生理学会雑誌. (印刷中).
• [Publications] Habaguchi,T et al.: "Nigral inneuation of the pedunculopontine tegmental nucleus..."Society for Neuroscience abstract. 24. 664 (1998)
• [Publications] Habaguchi,T et al.: "Neuronal ncechanisms incolved in posturalatonia..."Japanese Journal of Physiology (Supplement). 48. 3498 (1998)
• [Publications] 幅口達也 他: "延髄網様体刺激による前肢筋活動の抑制とα運動細胞…"日本生理学会雑誌. 61. 31 (1999)
• [Publications] 幅口達也 他: "脚橋被蓋核刺激による筋活動の抑制とα運動細胞の興奮性変化"日本生理学会雑誌. 60. 82 (1998)
• [Publications] 高草木薫 他: "基底核から脚橋被蓋核へのGABA作動性投射による筋活動…"日本生理学会雑誌. 60. 82 (1998)
• [Publications] Takakusaki,K. et al.: "Projection from the basal ganglia to the reticulas formation..."Neuroscience Research (Supplement). 23. S6 (1999)
• [Publications] Sugimoto,J. et al: "Effects of cholinergic agents microinjected into the caudate..."Japanese Journal of Physiology (Supplement). 49. S170 (1999)
• [Publications] Habaguchi,T. et al: "The effects on forelimb and hindlimb d-motoneurons..."Japanese Journal of Physiol (Supplement). 49. S171 (1999)
• [Publications] Takakusaki,K. et al: "Reticulospinal control of interneurons in relation to the..."Society for Neuroscience abstract. 24. 915 (1998)
• [Publications] Takakusaki,K. et al.: "Nigral innervation of the pedunculopontine tegmental..."Neuroscience Research (Supplement). 21. S328 (1998)
• [Publications] Takakusaki,K. et al.: "GABA ergic innervation of the pedunculopontine tegmental..."Japanaese Journal of Physiology (Supplement). 48. S497 (1998)
• [Publications] 高草木薫: "上原記念生命科学財団、研究報告集"財団法人 上原記念生命科学財団. 3 (1998)