2016 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of role of nucleus accumbens for neural circuit reorganization during motor function recovery
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15H01819
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
尾上 浩隆 国立研究開発法人理化学研究所, ライフサイエンス技術基盤研究センター, チームリーダー (80214196)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
林 拓也 国立研究開発法人理化学研究所, ライフサイエンス技術基盤研究センター, チームリーダー (50372115)
田原 強 国立研究開発法人理化学研究所, ライフサイエンス技術基盤研究センター, 研究員 (20419708)
水間 広 国立研究開発法人理化学研究所, ライフサイエンス技術基盤研究センター, 研究員 (00382200)
西村 幸男 生理学研究所, 大学共同利用機関等の部局等, 准教授 (20390693)
角元 恭子 公益財団法人先端医療振興財団, その他部局等, 研究員(上席・主任研究員クラス) (00442583)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 脊髄損傷 / 側坐核 / 機能イメージング / 精密把握 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脳梗塞や脊髄損傷患者の多くは運動機能の麻痺と併発して鬱症状を示し、これがリハビリの妨げとなることが多い。我々はこれまでに、頸椎の特定の部位を特異的に切断したマカクザルを用いて、PET法を用いた非侵襲的な脳機能画像解析により、損傷後の機能回復には、回復過程に依存した一次運動野（M1）と運動前野（PM）に加え、側坐核のダイナミックな活動が重要であることを明らかにした。そこで本研究では、回復過程 における神経回路再編について、セロトニン、ドーパミン神経伝達に対する薬物やshRNAを組み込んだウィルスベクターによる神経機能修飾とECoG、分子機能画像法を組み合わせた解析を行い、機能回復における意欲や動機付けの神経・分子機 構を明らかにする。本年度は、脊髄損傷サルの回復過程における側坐核の役割について明らかにするために、髄損傷後の運動機能回復への側坐核の因果的関与を明らかとするために、脳イメージング実験と側坐核損傷実験を行った。脳機能イメージングの結果、脊髄損傷後の回復過程では、精密把握課題においては、脊髄損傷対側の側坐核と一次運動野のrCBFの間に、損傷前には観られなかった正の相関（p<0.001）が認められた。一方、握力把握においては、脊髄損傷の前後ともに両者の間に相関は認められなかった。また、側坐核に損傷のないコントロール群では、脊髄損傷後、精密把握動作は約1か月で回復したが、側坐核損傷群では、側坐核損傷時は精密把握動作は障害されなかったが、その後の脊髄損傷後の精密把握動作はリハビリテーションによっても回復を認めなかった。一方で、握力把握動作は側坐核損傷群においても回復した。
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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
昨年度の電気生理学的実証に続き、今年度は破壊実験により脊髄損傷後の精密把握動作の回復に側坐核が因果的に関与することが明らかになったことに加え、側坐核損傷群でも握力把握が回復したことから、側坐核から一次運動野への活動促進は、難易度の高い精密把握動作の回復を実現するために必要であることが示された。このことはPET実験による機能イメージングにおける機能結合の解析結果によっても支持され、側坐核が機能回復を実現するための脳内神経回路の再組織化に重要な役割を担っていることが示唆された。
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| Strategy for Future Research Activity |
脊髄損傷後の運動機能回復における側坐核による運動野の再組織化が、実際に運動野のどのレベルで起こっているか否かを確かめるべく、現在、再生中の神経細胞で高発現していることが知られているGap43のin situハイブリダイゼーションの系を立ち上げた。また、特異的な神経伝達を遮断することについては、p11に対するshRNAのウィルスベクターの構築を進めている。また、p11の側坐核での局在をp11に特異的な抗体を使って免疫組織化学を行ったところ、サルの側坐核において、p11はアセチルコリン神経に特異的に存在していることが明らかとなった。今後、アセチルコリン神経との運動野の活動との関係性についても解析を進める。
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Research Products
(2 results)
