2019 Fiscal Year Annual Research Report
Glia-induced Remodeling of Neuronal Circuits
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17H01530
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| Research Institution | National Institute for Physiological Sciences |
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Principal Investigator |
鍋倉 淳一 生理学研究所, 基盤神経科学研究領域, 所長 (50237583)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 神経回路再編 / ミクログリア / アストロサイト / 脳血管関門 / 慢性疼痛 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
グリア細胞による神経細胞活動制御や神経回路の長期再編への役割を検討するため、２光子励起顕微鏡を用いて、マウス大脳皮質においてミクログリアやアストロサイトと大脳皮質錐体細胞との連関について検討を行った。正常脳においてはミクログリアはその突起をシナプス向かって伸展退縮を繰り返し、１-２時間に一回程度、５分間接触した。シナプス後部にカルシウム指示蛋白GCAMP6fをAAVウイルスをもちいて導入し、シナプス活動を観察したところ、ミクログリアの接触時にシナプス伝達活動が上昇していることが判明した。一方で、リポポリサッカライド（LPS）を全身投与してミクログリアを活性化すると、シナプス接触時においてもシナプス伝達促進作用は消失した。さらに、局所回路の同機活動も消失した。加えて、運動学習能も低下していることが判明した。この結果から、正常脳ではミクログリアはシナプス伝達を促進し、局所回路の動機活動を維持していることが判明した。脳内感染などでミクログリアが活性化した病態では、学習能力が低下する原因の一つと考えられる。
アストロサイトについては、申請者は以前、慢性疼痛発症時にはアストロサイトが活性化しトロンボスポンを放出して神経回路再編がおこり病的痛覚回路が作られることを報告している。この結果を受けて、慢性疼痛維持期にアストロサイトを再活性化され、病的回路の再編により感覚の正常化の試みを行った。一週間程度アストロサイトのDREADDによる再活性化とテトロドトキシンで末梢神経の活動を減弱させると、その後数ヶ月にわたり、痛覚過敏が除去された。臨床応用への試みとして、アストロサイトの再活性化を経頭蓋骨直流電流刺激）、末梢神経活動抑制を局所麻酔薬に置き換えた結果、同様に長期間にわたり痛触痛覚の正常化が得られた。この結果から、難治性病態である慢性疼痛の新たな治療戦略が提示できる可能性が得られた。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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