2022 Fiscal Year Annual Research Report
ペリニューロナルネットによる機能的なシナプス伝達モジュレーションの解明
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19K06890
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| Research Institution | Wakayama Medical University |
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Principal Investigator |
廣野 守俊 和歌山県立医科大学, 医学部, 准教授 (30318836)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | コンドロイチン硫酸プロテオグリカン / 小脳核 / GABA / 自発運動 / 慢性拘束ストレス / 痛覚過敏 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
記憶痕跡の解明は、外部環境への適応方法の理解や、精神疾患やその他脳機能障害の原因究明にもつながる。ペリニューロナルネット（perineuronal net, PNN）は中枢神経系における細胞外マトリックスであり、一生涯続くような記憶の維持にかかわる構造物である。PNNはシナプス結合部位を包み込んで、そこでのシナプス伝達を安定化する。我々の先行研究は、PNNが神経終末からの神経伝達物質放出を機能的に修飾する可能性を示唆した。本研究の目的は、その機能的修飾の分子機構を明らかにすること、また、PNN形成を制御する環境因子や外部刺激を明らかにすることである。
動物実験では、目的の脳部位からPNNを除去するために、コンドロイチン硫酸プロテオグリカン糖鎖の分解酵素であるchondroitinase ABC (ChABC)のインジェクションが用いられている。しかし、この方法は侵襲的であり、非選択的に糖鎖を分解するためChABCの臨床応用は困難である。そこで代替方法として、PNNの密度低下を惹起するであろう自発運動に着目した。またその対照として慢性拘束ストレスを用いた。まず、慢性拘束ストレスマウスを作製したところ、そのマウスは痛覚過敏を持続的に示し、小脳核ニューロンのPNN密度は有意に上昇した。このことは小脳核ニューロンへのプルキンエ細胞からの抑制性GABA入力が低下して、このニューロンが継続的に興奮しやすいと推測される。また、苔状線維―小脳核ニューロン間のシナプス可塑性が惹起されにくい可能性が考えられる。そして、この痛覚過敏は10日間の自発運動で顕著に緩和された。一方、ストレスで上昇したPNN密度は、自発運動により低下したものの有意差は見られなかった。したがって、小脳核で形成されるシナプス可塑性は、慢性拘束ストレスマウスでは生じにくく、自発運動によりおよそ回復できる可能性が示唆された。
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