2018 Fiscal Year Research-status Report
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18K06488
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| Research Institution | Yokohama City University |
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Principal Investigator |
実木 亨 横浜市立大学, 医学部, 助教 (10546675)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | シナプス可塑性 / 機能回復 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者はAMPA受容体のシナプス移行に注目し、いつどのようなタイミングでどの回路を用いて脳損傷後の機能回復に関与するかについて明らかにすることを目的とする。大脳皮質損傷後のどの時点で回復過程のAMPA受容体のシナプス移行の促進が惹起されたかは不明であるため、AMPA受容体のシナプス移行が促進される時期、さらにはどのような細胞において担われるかについて電気生理学的解析を用いて明らかにすることを本年度の目標としている。
興奮性神経細胞もしくは抑制性神経細胞への興奮性伝達の変化を電気生理学的に解析するために、テストパルスを導入した際の膜容量もしくは細胞の形態をもとに興奮性神経細胞と抑制性神経細胞を判別したうえでその細胞への興奮性入力を記録することを試みた。トレーニング開始から２週目にリハビリテーション依存的に大脳皮質の損傷周囲５層の興奮性神経細胞において興奮性シナプス伝達の増加が観察された。また、そのような変化は抑制性神経細胞においてはみられなかった。このような結果からトレーニング開始から２週目において損傷周囲５層の興奮性神経細胞においてのみAMPA受容体のシナプス移行が促進されることが明らかになった。
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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
脳損傷後のリハビリテーションを施すいくつかのタイムコースにおいて、興奮性もしくは抑制性シナプス伝達の変化について計測することができたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
機能回復をする上で損傷周囲にどこからのシナプス入力が強化されているのかを明らかにする必要がある。障がいされた前肢機能がリハビリテーションにより回復した時点で使用される神経回路を同定するため、はじめに損傷後３週目においてトレーニ ングにより回復した動物の損傷周囲の皮質第５層に逆行性トレーサーであるフルオロゴールドを導入し、機能代償をする皮質領域のどこから神経接続があるのか明らかにし「代償領域」を同定する。さらにその回路の役割を明らかにするためにDREADDシス テムを用いる。本研究では、「代償領域」と神経接続のある脳部位にアデノ随伴ウィルスを用いてDREADDであるヒトM４ムスカリン性アセチルコリン受容体（hM4Di）を発現させ、その領域の機能の阻害を試みる。ウィルスによりhM4Diを発現させた成体マウスに前肢のリーチング課題を学習させ、その後cryogenic lesionにより大脳皮質運動野前肢領域に損傷を施す。前年度と同様のプロトコールによりトレーニングを行い回復率を確認する。３週目の時点でCNOを投与し、その後にリーチング課題評価を行う。評価後に動物の脳を取り出してから固定し、DREADDの発現部位を確認する(mCitrine陽性の細胞を観察する)。CNO投与後に課題の成績が低下すれば、DREADDを発現させた部位が代償領域と神経接続のある脳部位ということがいえる。
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