2020 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of the neural and molecular basis of functional recovery in the ventral striatum after spinal cord injury in non-human primates
| Project/Area Number |
20H00573
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
尾上 浩隆 京都大学, 医学研究科, 特定教授 (80214196)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田原 強 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 客員研究員 (20419708)
山口 玲欧奈 京都大学, 高等研究院, 特定助教 (50812640)
笠井 昌俊 京都大学, 医学研究科, 助教 (70625269)
Veale Richard 京都大学, 医学研究科, 助教 (80828880)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
|
| Keywords | 脊髄損傷 / マカクザル / fMRI / siRNA / ECoG / Ca2+イメージング / AAVベクター |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
非ヒト霊長類動物であるマカクザルの脊髄損傷モデルを用い、回復過程における腹側線条体の本質的な役割、神経・分子機構を解明するために、以下の３つの項目について検討を行った。1）分子特異的siRNAを組み込んだAAVベクターのTet発現誘導システムの開発: 実験ではまず、ドーパミンD1,D2受容体やセロトニン5-HT1B受容体などの細胞質から細胞膜に移動（トランスロケーション）を司るp11のマカクサルに特異的なsiRNAを作製し、Tetで発現が制御可能なAAVベクターを作製した。ラットを用いて前脳基底核に投与し神経細胞への発現の有無を検討したところ、ウィルスベクターが多くの神経細胞に取り込まれているにもかかわらず、アセチルコリン神経には取り込まれていないことが明らかになった。2）ECoG、fMRIよるによるマクロ解析: サルの感覚―運動野にECoGを埋め込み、脊髄損傷後の回復過程における領域間の機能的結合の動的変遷をGranger causality等を用いて解析した。その結果、回復の初期過程における両側の運動野間における相互抑制が明らかになった。また、頭蓋骨密着型コイルを開発し、3T-MRIを用いて安静時fMRIの測定を行い、様々な機能的結合の描出に成功した。3）一次運動野や補足運動野におけるCa2+イメージング：光遺伝学的方法により腹側線条体もしくは前脳基底部、腹側被蓋野の神経伝達の修飾を行い、一次運動野、運動前野など運動機能回復過程におけるCa2+、神経伝達物質の動態を解析するために、本年度は、奈良先端大学の太田らの協力のもと、CMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）とLEDを組み合わせたイメージセンサーの開発を行った。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ECoGによる解析、fMRIのシステムの構築は順調に進んでいる。
また、広い領域におけるCa2+や神経伝達物質のイメージングを行うためのセンサーの開発にも着手し、順調に進んでいる。
マカクザルのp11に特異的なsiRNAをTetで発現が制御可能なAAVベ クターに予期しない問題が起こったことから、これを解決するためにベクターの再作製をする必要があり、これを急いで進める。
|
| Strategy for Future Research Activity |
本研究において重要なp11のマカクサルに特異的なsiRNAをTetで発現が制御可能なAAVベ クターの作製に成功し、培養細胞上での制御には成功したが、ラットを用いて前脳基底核に投与し神経細胞への発現の有無を検討したところ、ウィルスベクターが多くの神経細胞に取り込まれているにもかかわらず、アセチルコリン神経には取り込まれていないことが明らかになった。この原因には、ウィルスベクターのセロタイプが関係することが考えられることから、至急、異なるセロタイプのウィルスベクターを複数作製して実験を進める。
AAVベクターは、アセチルコリン神経以外の神経細胞には導入されていたことから、本ベクターを用いた他の神経伝達の修飾方法についても検討する。
|
