運動神経細胞における運動時の神経栄養因子シグナル伝達に及ぼす支配筋特異性の影響

2006 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17700514
• Research Institution: Nakamura Gakuen College
• Principal Investigator: 中野 裕史 中村学園大学, 人間発達学部, 講師 (60301678)
• Keywords: TrkB / p-Trk / 運動神経細胞 / ヒラメ筋 / 足底筋 / ラット

Research Abstract

一過性の運動時に,脊髄において受容体と結合した神経栄養因子の増加と受容体のリン酸化が生じる.しかし,脊髄内には運動神経細胞だけではなく,他の細胞が多数存在しており,脊髄における受容体のリン酸化が運動神経細胞で生じているかどうかは明らかではない.また,脊髄内には支配筋の異なる運動神経細胞が点在しており,支配筋による影響も明らかではない.本研究では,特定の筋を支配する運動神経細胞を逆行性に同定することによって,運動による神経栄養因子のシグナル伝達経路を単一運動神経細胞レベルで詳細に検討するとともに,支配筋によってシグナル伝達に相違が認められるかどうかについて検討することを目的とする.
平成18年度は,ヒラメ筋と足底筋を支配する運動神経細胞において,一過性の運動により,BDNFの受容体であるTrkBのリン酸化が生じるかどうかを確認した.
成熟したWistar系雄性ラットの左脚ヒラメ筋と右脚足底筋に逆行性神経標識物質であるNuclear Yellow(2%濃度)を10〜20μ9注入し,約24時間後に乳酸性作業閾値のスピードでランニングを60分間実施した.終了後に断頭屠殺し,脊髄を摘出後,厚さ12μmの連続凍結切片を作製し,蛍光顕微鏡により運動神経細胞を同定した.切片にはTrkB, p-Trk抗体による免疫染色を施した.
その結果、ヒラメ筋,足底筋の支配運動神経細胞ともにTrkB, p-Trkの染色反応が認められ,運動によるTrkBのリン酸化が確認された.また,ヒラメ筋支配運動神経細胞よりも足底筋支配運動神経細胞の染色反応が強い傾向にあり,両筋でリン酸化の程度が異なる可能性が示唆された.今後,さらに運動条件の相違や下流のシグナル伝達経路について検討を実施する予定である.