2022 Fiscal Year Annual Research Report
時空間視覚情報処理を実現する網膜ダイナミクスの機能構築理解と数理モデル構築
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19H01140
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
北野 勝則 立命館大学, 情報理工学部, 教授 (90368001)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
立花 政夫 立命館大学, 総合科学技術研究機構, 教授 (60132734)
小池 千恵子 立命館大学, 薬学部, 教授 (80342723)
川村 晃久 立命館大学, 生命科学部, 教授 (90393199)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 網膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
病変網膜活動のメカニズムの解析：視細胞が変性することにより発症する網膜色素変性症において、網膜の出力細胞である神経節細胞に観測される周期的自発発火のメカニズムを理解するため、網膜色素変性と同様の動態を示す、TrpM1KOマウス網膜を用い、組織解析およびパッチクランプ解析を行った。組織解析により、Trpm1KOマウス網膜では、桿体双極細胞（rod bipolar cell; RBC）からAIIアマクリン細胞へのシナプスの終末が縮退していることが知られているが、網膜変性の代表的モデル動物であるrd1マウスの網膜でも同様にRBC-AIIACシナプス終末の縮退が確認された。一方で視細胞-双極細胞の信号伝達を担うタンパク質であるmGluR6をノックアウトしたmGluR6KOマウス網膜では、そのような違いが見られなかった。rd1マウス網膜とTrpm1KOマウス網膜では、病変振動活動が見られるのに対し、mGluR6KOマウス網膜では見られない。前者２つでは視細胞-双極細胞の信号伝達が異なるにもかかわらず、同様の活動動態が見られることからRBC-AIIACシナプス終末の縮退が病変振動活動の主因子と考えられた。また前年度に構築した網膜数理モデルを用い、rd1、Trpm1KO、mGluR6KOマウス網膜のそれぞれの状態を想定したモデル改変を行いシミュレーションした結果、生理実験を再現できることが確認された。以上より、変性部位・過程の異なる様々な病変網膜において観測される病変振動活動は、共通のメカニズムを有することが示唆され、また構築した数理モデルはそれらを再現し、網膜ダイナミクスの理解に寄与する汎用的なモデルに値すると期待できる。
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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
網膜全体ではないが、基本的な情報伝達経路について、正常・病変網膜ともに実験データを再現しうる数理モデルを構築できているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
基本情報伝達経路を水平方向に拡張する。
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