2018 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 | Kyoto University |
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Principal Investigator |
尾上 浩隆 京都大学, 医学研究科, 特定准教授 (80214196)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
水間 広 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 研究員 (00382200)
西村 幸男 公益財団法人東京都医学総合研究所, 認知症・高次脳機能研究分野, プロジェクトリーダー (20390693)
田原 強 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 研究員 (20419708)
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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 / サル / p11 / 脳機能画像 |
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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、側坐核を含む腹側線条体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。側坐核は意欲や動機付けに関係し、神経活動の調節には、セロトニンやドーパミン、アセチルコリン神経が強く関与していることから、我々はまず、5-HT1B受容体の細胞質から細胞膜に移動（トランスロケーション）を司ることや、うつ病に関与することが報告されるp11蛋白に注目し、昨年度までにp11蛋白が腹側被蓋野から投射をうける前脳基底部のアセチルコリン神経に多く存在していることを非ヒト霊長類であるサルを用いて明らかにした。本年度は、昨年度に引き続き、AAVウィルスベクターを用いて腹側被蓋野から全脳への投射を解析することに加え、回復過程において中心的なハブとなる前脳基底核からの投射についての検討を行った。またサルのp11蛋白の発現に対して発現抑制効果が期待されるshRNAの異なる配列をいくつか作製し、サル由来細胞を用いてin vitroにおける効果の確認を行い発現を抑制する特異的な配列を明らかにした。現在、このshRNAを組み込んだアデノ関連ウィルス ベクター(AAV)の作製について、生理学研究所の小林憲太准教授の協力のもと設計を開始した。また、in vivoでAAVベクターのshRNAの効果が確認できた場合に、MRIを用いて、脊髄損傷の神経回路再編に対する影響を全脳レベルで解析するために、拡散強調による新しいイメージング法、S-indexについて健常サルを用いて検討し、撮像のパラメーターの適正化を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
回復過程の神経基盤について詳細を明らかにするために、腹側被蓋野に加えて前脳基底核についてもAAVウィルスベクターを用いた解剖実験を行ったため。
また、ｐ11蛋白のshRNAの蛋白発現効果についての検討方法をサル以外の細胞で行っていたために、サルのin vivoで蛋白発現抑制効果を発揮する適正な配列を得ることができなかった。このことから、今回、新たにサル由来の培養細胞を用いて再検討を行うこととなり、最終的にサルで効果が期待できる配列の発見に至ったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
脊髄損傷後の運動機能回復において、側坐核を含めた腹側線条体による脳の再組織化が、実際には一次運動野のみならず、感覚運動領域や辺縁系にまだおよんで いることから、昨年度に引き続き、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リン酸化Gap43の免疫組織を進めている。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を組み込んだTet-onのシステムの構築を進めている。また、機能抑制した個体についての脳機能画像、特に拡散強調画像を撮像条件について、3頭の日本ザルで検討し適正な撮像パラメーターを得た。今後はまず、脊髄損傷モデルサルにおける経時的な変化を測定する。
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Research Products
(3 results)
