2019 Fiscal Year Annual Research Report
Cortico-basal ganglia mechanism of controlling forelimb movements in rodents
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19H03342
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
礒村 宜和 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (00415077)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | げっ歯類 / 大脳皮質 / 大脳基底核 / 随意運動 / パーキンソン病 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
私たちが左右の手を独立かつ協調的に動かす脳の神経回路の仕組みは、まだ完全には解明されていない。パーキンソン病などの神経疾患では、左右協調運動の制御に障害がみられる。そこで本研究では、ラットの左右半球の一次・二次運動野とその投射先の背外側線条体の領域間経路に注目し、それらの領域の投射細胞がどのように左右協調運動の制御に関与するのかを解明することを目指している。
初年度は、まず頭部を固定したラットが左右前肢を使ってペダルを操作する行動課題（Soma 2017; 2019）を導入した。あらかじめラットの背外側線条体に神経毒6-OHDAを注入し、ドーパミン線維を死滅させることで片側パーキンソン病変を作成した。この病変は行動薬理学的にアポモルフィン投与時の回転運動で評価し、実際に免疫組織染色によりチロシン水酸化酵素の発現低下を確認した。この6-OHDAを投与されたパーキンソン病ラットは、左右ペダル操作課題の学習第１週目では障害部と反対側の前肢の動きがぎこちなかったが、第２週目には左右の運動成績はほぼ等しくなった（機能的代償）。この段階で左右の一次・二次運動野の第５層からマルチニューロン記録を得たところ、両運動野ともに障害側の運動野細胞は左右前肢の対側支配性が低下している（つまり対側支配が弱まり、同側支配が強まった）ことを見出した。さらに、光遺伝学的なスパイク・コリジョン試験（Saiki 2018）で同定した各運動野のIT型とPT型の投射細胞の機能的活動は、パーキンソン病変により異なる変化を示すことも見出した。これらの研究所見は国際学会および国際学術誌に発表した（Rios 2019）。
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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
平成31／令和元年度（初年度）の主な研究目標は、正常およびパーキンソン病ラットを作成して行動解析の実験系に導入することであり、予定通りに実施して一定の実験データを得ることができた。さらに、行動中のラットの一次および二次運動野からマルチニューロン記録のデータも収集し解析しているところである。研究所見の一部は国際学会および国際誌に発表した（Rios 2019）。従って、当該年度の本研究計画の実施はおおむね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
現時点（当該年度末）では、本研究はおおむね順調に進展しており、今後の研究の推進方策としても、計画の変更を要する問題点は生じておらず、当初の研究計画に沿って着実に実現していきたい。次年度（令和元年度）は、新型コロナウイルスの感染拡大防止に伴う活動自粛により２か月程度の遅れが生じているものの（５月末現在）、左右ペダル操作課題やスパウトレバー操作課題を遂行中のラットを対象として、大脳皮質や大脳基底核におけるマルチニューロン活動を記録する行動・生理実験を再開・継続し、さらに掘り下げて解析したい。
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Research Products
(5 results)
