2018 Fiscal Year Annual Research Report

Organelle dynamics for fate determination of injured neurons

Research Project

Project/Area Number	16H05117
Research Institution	Nagoya University
Principal Investigator	木山博資名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (00192021)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords	軸索障害 / ミトコンドリア / 運動神経 / オルガネラ
Outline of Annual Research Achievements	昨年度までに、ミトコンドリア等オルガネラの形態変化は損傷神経細胞が生存する上で必要な現象である証左が得られた。マウスの神経軸索障害後の運動神経細胞では、ミトコンドリア形態は神経損傷後の細胞体では変化しないが、軸索では形態が変化し、これが損傷運動神経細胞の生死に関わることが明らかになった。本年は神経細胞の各部のミトコンドリア形態の変化をより詳細に明らかにするために、軸索初節、軸索小丘、樹状突起起始部など運動神経細胞の領域ごとにミトコンドリア形態の変化を解析した。樹状突起、軸索小丘をはじめ細胞体の多くの領域では、軸索損傷によりミトコンドリアの形態変化は見られなかったが、初節では大きな変化が観察された。通常、神経軸索のうち初節では、電顕レベルではミトコンドリアがほとんど観察されない。このことは、この位置にはstationaryなミトコンドリアは存在しないか、極めて速いスピードで移動していることを示す。舌下神経損傷後の舌下神経核について、focused ion beam / scanning electron microscopes (FIB/SEM)を用いてミトコンドリア3D像と動態を観察した。その結果、軸索損傷後に、初節には多くの管(糸）状のミトコンドリアが侵入している像が得られた。このことから、軸索損傷は軸索の初節の機能を変化させ、それにより、オルガネラ等の軸索への流動生が変化し、軸索再生に何らかの影響を及ぼしていることが予想された。特に神経再生過程では、多くのミトコンドリアを迅速に軸索伸展端に輸送する必要があるため、このような仕組みが存在すると考えられた。ミトコンドリア動態に加えて現在小胞体の動態についてもFIB/SEMを用いて検討している。損傷後の運動神経が死に至る場合、小胞体の構造に大きな変化が見られることを観察している。
Research Progress Status	平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	平成30年度が最終年度であるため、記入しない。