2020 Fiscal Year Research-status Report
Neuronal circuit basis for non-motor function of the cerebellum
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19K06919
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
杉原 泉 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (60187656)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | げっ歯類 / 橋核 / 小脳 / 非運動機能 / 第I脚 / ニューロン誕生日 / 軸索投射 / プルキンエ細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヒト小脳で巨大な体積を占める後葉半球部の小葉（第I脚、第II脚）は、臨床症状や画像解析から、体性運動機能よりも非運動機能にも関与することが知られている。このことの神経回路基盤を理解することが重要であるが、そのためにマウスモデルを用いて研究する場合、動物間の小葉の相同性が問題となる。多彩な研究方法を利用できる齧歯類の小脳においては、半球部中央の第I脚と命名された１つの小葉のみがヒトの第I脚・第II脚に相当することをわれわれはこれまでに明らかにした。それに基づき、マウスを用いて、精緻な手法（単一軸索投射解析、Aldoc-Venusマウスでの両方向性蛍光トレーサーによる高効率神経回路解析、マウス行動解析、形成発達機構解析、電気生理学的解析）による系統的解析を行い、小脳の非運動機能の神経回路基盤を解明するのが本研究の目的である。単一軸索投射解析、形成発達機構解析、電気生理学的解析、Aldoc-Venusマウスでの両方向性蛍光トレーサーによる高効率神経回路解析を大学院生で分担し進展中である。それらの解析のなかで、2020年度には、形成発達機構の解析に関して、胎生期何日目にニューロンが生まれるかというニューロンの誕生日ごとにニューロンを識別して標識する方法を取り入れて小脳の各小葉の形成を解析する方法を確立し、さらに、マウス小脳形成過程において、第I脚が形成される際、それが体性運動に関与することになる領域を前と後ろに分断するという、特異な機能領域形成過程を判明した。また、小脳苔状線維の単一軸索投射解析でも、論文発表には至らなかったが大きな進展が得られた。以上のように、小脳の機能領域形成の上での重要な特徴を明らかにすることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
初年度に引き続き次年度（2020年度）において、本研究は、計画相応の伸展を達成していた。研究計画に含まれるすべての種類の実験を開始することができた。研究代表者を責任著者とする４編の論文を国際誌に発表することができた。この成果は、本研究の研究代表者が責任著者として、研究代表者と研究代表者の指導する大学院学生とで主要部分を担当した研究である。研究が進展した理由としては、本研究費（基盤研究C）を効率的に使用することができたこと、本年度は、留学生を含めた大学院生８名が本研究に参加してくれたこと、彼らの指導が順調にできたことが挙げられる。また、研究手法自体が、あまり挑戦的な新規なものではなく、これまでの研究代表者の開発してきた研究手法やマウス系統を発展的に引き継いだものであることも理由に挙げられる。さらに、所属大学と所属研究室の基本的研究環境が整っていたこと、昨年度までのうちに大学院生の力量で順調に研究成果を挙げられる態勢を整えてきたことなどが挙げられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
2021年度は３年間の研究期間の最終年度である。2020年度に、別の資金によって研究室内にマウスの一時的飼育ができる実験室（第二種実験室）を設置することができ、2021年5月頃から利用できるようになるはずである。これを本研究でも利用して、これまで、研究室から離れていた大学の動物実験施設で行っていた動物実験の多くを、研究室内で行うことができるようになり一層の効率化が図れるようになる。これを利用し、当初の研究計画に基づいて推進していく。特に、橋核へのAldoc-Venusマウスでの両方向性蛍光トレーサーによる、大脳・橋核・小脳投射パタンの解析、Aldoc-Venusマウスでの小脳皮質への両方向性蛍光トレーサーによる、下オリーブ核、橋核、小脳皮質、小脳核間での部位対応性投射の詳細な解析をまとめることをめざす。
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| Causes of Carryover |
2020年度において、2019年度からの次年度使用額があったこと、消耗品費用などにおいて十分に計画的に支出して経費をできる限り節減したこと、動物飼育費の一部に関して、他の経費からの支出ができたため、本科研費からの支出を節減できたことが、次年度使用額が生じたことの理由である。この次年度使用は、2021年度において、備品の故障が生じた場合の修理費、研究成果を論文として発表するための経費、動物飼育費、物品費に充当する。
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