2020 Fiscal Year Annual Research Report
Spinal neuronal mechanism for voiding reflex and its functional recovery by optogenetic control of the neuronal circuit
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20H04043
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| Research Institution | Hyogo Medical University |
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Principal Investigator |
古江 秀昌 兵庫医科大学, 医学部, 教授 (20304884)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
神野 尚三 九州大学, 医学研究院, 教授 (10325524)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 排尿 / 脊髄 / 神経機構 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
排尿障害は神経変性疾患など中枢から末梢に至る神経因性の障害から下部尿路障害に至る様々なレベルで障害される為、その障害像を明らかにすることが重要である。本研究は、排尿を指令する脊髄の中枢神経機構に着目し、未だ不明な正常排尿時の神経活動の実体や排尿脊髄回路の役割を明らかにする為に、世界に先駆けて独自に開発した生理学的手法を用いた統合的研究を遂行する。その上でまず、排尿の脊髄における神経機構の詳細や障害時における神経機能の可塑的変化を明らかにする為に、独自に開発したin vivoパッチクランプ法や細胞外記録法を用いた記録法をマウスに適用する必要がある。これは特定の神経活動操作を行うために、種々のCreマウス等を使用する為である。そこで、マウス脊髄からの安定したin vivoパッチクランプ法や細胞外記録法の確立に着手し、まずは脊髄で細胞密度の高い後角から記録を行った。従来から用いてきた手法を改良し、vivo標本の状態を安定させ、長時間の記録を得ることができた。パッチクランプ法では、静止膜電位、感覚刺激に伴う活動電位の発生を記録・解析することが可能となった。また、電位固定下に興奮性シナプス応答を記録し、その発生頻度を定量解析した。細胞外記録法では、マルチユニット記録を行い、同様に安定した長時間の記録が脊髄を含め脳でも可能となった。一方で覚醒下に排尿を解析するために、マウスの頻尿モデルとして膀胱炎を呈したマウスを用いて排尿回数上昇を解析した、また、ウイルスベクターを脊髄に注入して、その感染効率の検討に着手するなど、次年度に向けた研究の準備も進めた。
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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
本研究では、特異的に神経回路の活動操作を行うために、マウスからの安定した神経活動の記録法の確立が必須であるが、in vivo標本の状態を長時間安定させること、脊髄から安定した神経活動を記録できるなど記録法の確立ができ、神経機構の解析が進んだ。また、病態モデルマウスから覚醒下での排尿頻度の解析、ウイルスベクターを脊髄に注入し、蛍光タンパク質を指標に感染効率の解析が始まるなど、順調に研究が進み、次年度に向けた準備も進んだ。
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度の研究を継続・発展させて脊髄神経機構の解析を進めるとともに、今年度着手したウイルスベクターを用いた特定神経回路の操作に関する研究を進める予定である。これには種々のウイルスベクターが必要となるために、生理学研究所・小林憲太先生を分担研究者として追加する。
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