2020 Fiscal Year Research-status Report
固有感覚入力を受ける脊髄介在ニューロンの運動制御における役割
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19K19907
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
中川 浩 大阪大学, 免疫学フロンティア研究センター, 特任助教(常勤) (10732901)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 脊髄介在ニューロン / 神経可塑性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ウイルスベクターなどを利用した神経ネットワーク解析や解剖学・行動学的解析を駆使して、脊髄介在ニューロン（INs）を介した末梢からの感覚入力が運動機能に及ぼす影響を明らかにするとともに新規運動学習および中枢神経損傷後の運動機能回復の神経基盤の解明を目的としている。
これまで一側脊髄損傷後、自然経過に伴い運動機能が回復すること、そしてその機能回復には脊髄損傷部の上位（胸髄レベルの非損傷部）に位置する脊髄INsが寄与していることを明らかにした。中枢神経損傷後の運動機能回復における脊髄INsの機能解析が順調に進んでいるため、研究内容を中枢神経損傷後の運動機能回復に絞って解析を進めた。中枢神経損傷により神経回路網の破綻により運動・感覚機能が障害されても神経可塑性変化によりその一部が代償されることが知られている。それゆえ本モデルにおいても、運動機能回復にともない脊髄INsが代償性に変化しているか否かを確かめた。まず、健常個体において胸髄のINs（脊髄損傷部の上位に相当する領域に位置する）が腰髄領域に神経投射しているか否かを確かめるために一側腰髄に逆行性トレーサーを注入して胸髄領域において可視化した。その結果、両側性に逆行性トレーサー陽性の神経細胞が確認された。これまでの薬理学的な解析より、同側に位置している脊髄INsが運動機能回復に寄与していることを明らかにしている。それゆえ、次にこれら同側性に位置する脊髄INsの神経可塑性変化を明らかにする目的でアデノ随伴ウイルスに蛍光タンパクを組み込んだものを用いて、順行性に神経軸索を可視化し脊髄損傷後の神経軸索の可塑性変化解析を試みた。これまで、運動機能回復に伴い神経軸索の可塑性変化が促進されている傾向を得ることができている。
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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
現在まで、胸髄に位置し下行性に神経軸索を投射している脊髄INsの分布および神経投射パターンを解剖学的に明らかにした。さらに、それら脊髄INsの代償性変化機構について一定の結果を得ることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで、中枢神経損傷後において神経回路のリモデリングが機能回復の重要な要素のひとつであり、さまざまな領域で起こっていることが知られている。これまでの結果より、中枢神経損傷後の運動機能回復にともない脊髄INsの可塑性変化が起きている可能性が示された。今後は、詳細な解析を進めていくとともにリモデリングを起こす分子メカニズムについてin vitroとin vivo実験により進めていく予定である。
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