2015 Fiscal Year Annual Research Report
パーキンソン病の神経活動の変化と病態との関係解明に向けたマルチスケール研究
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15J05334
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
菊田 里美 東北大学, 医学系研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2015-04-24 – 2017-03-31
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| Keywords | パーキンソン病 / カルシウムイメージング / MRI |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、同個体のパーキンソン病モデルマウスに対し、行動実験、活動依存性マンガン造影MRI、カルシウムイメージング、免疫組織化学染色の、in vivo, in vitro 融合実験を行うことで、パーキンソン病の神経活動変化メカニズムの解明と、神経活動の変化が及ぼす病態の表現型との関係について明らかにすることを目的とする。
採用第1年度目である昨年度は、まず、パーキンソン病モデルマウス群と生理食塩水を投与した健常マウス群 (コントロール群) に対し 活動依存性マンガン造影 MRI を用いた全脳神経活動計測を行った。その結果コントロール群に対しパーキンソン病モデル動物群で神経活動が有意に上昇する領域が線条体内に観測された。さらに、大脳皮質の一部や視床の一部でも パーキンソン病モデル動物群で神経活動が有意に上昇していた。このことからパーキンソン病では、線条体、皮質、視床の神経活動が上昇することが示唆された。
次に神経活動が変化した領域と病態との関連についての検討を行った。その結果、背側線条体 (ここで線条体とは尾状核-被核のことであり、側坐核は含まない)、腹側線条体の一部の 神経活動と病態との間に特に大きな相関がみられた。加えて、皮質と視床の一部の神経活動と病態発現量との間にも有意な相関がみられた。このことから、運動感覚皮質や、視床の PF 核がパーキンソン病発症メカニズムに関与している可能性が示唆された。
以上の研究から、本研究ではパーキンソン病の発症メカニズム解明やMRIを用いたパーキンソン病の診断法開発への貢献が期待される。また、qAIM-MRI は全脳神経活動計測を行うことができるため、様々な脳機能や脳・神経疾患のメカニズムを解明するための研究に応用できると考えられる。
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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
パーキンソン病によりどの領野の神経活動が変化し、どの領野の神経活動の変化が病態と相関しているのかを明らかにすることを目指して、脳全体に渡る神経活動計測、脳スライス標本を用いたカルシウムイメージング、免疫組織化学などの生化学的病態計測、運動機能計測などの行動学的病態計測を行うマルチスケール研究を展開している。本研究では、その成果を、Scientific Reports 誌に 2015 年 8 月に発表した。パーキンソン病の神経活動の変化と病態との関係が明らかになりつつあり、今後のさらなる発展が期待される。また、本論文発表以外にも精力的に研究を進め、本年度は、筆頭著者として査読有論文 1 報、国内会議 5件の学会発表を行っただけでなく、その研究成果に対して 3 件の賞を授与されており、高い評価を得ている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、前年度同様、パーキンソン病モデルマウスに対し非侵襲的な in vivo 全脳活動イメージングに加えて、行動学実験による表現型の病態の重篤度の定量化や、申請者が得意としている、神経回路・神経細胞レベルの神経活動計測法であるカルシウムイメージングを同個体で行う。パーキンソン病発症のカギを握るドーパミン、その受容体を持つ D1 ドーパミン受容体、 D2 ドーパミン受容体をそれぞれ発現した、D1, D2 ニューロンを区別した上での神経活動計測を行うことで、パーキンソン病におけるドーパミンの枯渇が、それぞれのニューロンにどのように作用しているのかを明らかにする。このような in vivo, in vitro のマルチスケール研究による、分子レベルから個体レベルでの神経活動の変化、病態の定量化により、パーキンソン病の発症メカニズム解明に向けたより踏み込んだ解析が可能になると考えられる。
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Research Products
(6 results)
