2020 Fiscal Year Research-status Report
リハビリテーションによる神経回路リモデリングへのアルカドリンの関与
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20K11520
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
田中 秀和 立命館大学, 生命科学部, 教授 (70273638)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山形 要人 公益財団法人東京都医学総合研究所, 脳発達・神経再生研究分野, 分野長 (20263262)
澤野 俊憲 立命館大学, 生命科学部, 助教 (60805597)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 脳梗塞 / リハビリテーション / 日常生活動作（ADL） / 神経回路リモデリング / シナプス可塑性 / プロトカドヘリン / 樹状突起スパイン / 接着分子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脳梗塞後、リハビリテーションにより、生存した脳組織が再編（リモデリング）され、欠損した神経回路機能を代償する。このとき、個体発生における神経回路形成過程の一部が再活性化すると考えられる。神経細胞が突起を伸ばし、結合すべき相手とシナプス結合し、神経回路を形成するためには、突起同士を特異的に結びつける接着分子が必要であり、カドヘリンファミリーもその１つである。これらは、記憶・学習における神経回路リモデリングでも再利用される。特に神経活動で誘導されるアルカドリンは重要である。本研究は、脳梗塞後のリハビリテーションでアルカドリンが神経回路リモデリングに果たす役割を明らかにすることを目指している。2020年度は以下の検討を進めた。
脳梗塞部位（範囲）に個体間のばらつきが少ない中大脳動脈閉塞モデルを作製できるC.B-17マウスを用い、治療的介入の効果を比較検討できる系を確立した。
リハビリテーション介入の有無による機能回復レベルの変化を測定するため、脳梗塞発症後14日間のマウス走行輪による自発運動の有無による、日常生活動作（ADL）に類するマウス運動能力の変化を、ワイヤハング試験、格子歩行試験などの行動解析によって検出する系を確立した。
脳梗塞周囲および遠隔領域におけるアルカドリン発現の変化を、Western blotおよびIn situ hybridizationで行った。脳梗塞に陥った大脳皮質同側近傍の海馬歯状回などで劇的な発現誘導が見られた。
脳梗塞および自発運動介入による神経回路の形態変化を測定するため、特定の神経細胞に色素Lucifer Yellowを注入して可視化する系を確立した。
アルカドリンの関与を検討することを目指して、Arcadlin遺伝子欠損マウスをC57BL/6系統から、C.B-17系統に戻し交配を行い、現在も継続している。
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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
これまでは概ね計画通りに進んでいる。本研究計画が開始される以前から、実験系やモデルの検討を行ってきた蓄積があるので、コロナ禍の困難な状況ではあるが、ひとまず対応することができている。
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| Strategy for Future Research Activity |
脳梗塞部位（範囲）に個体間のばらつきが少ない中大脳動脈閉塞モデルを作製できるC.B-17マウスを用い、治療的介入の効果を比較検討する。2020年度は、治療的介入として脳梗塞発症後14日間の走行輪による自発運動を用いたが、介入強度、期間などについて、さらに検討を加える。
リハビリテーション介入の有無による機能回復レベルの変化を、2020年度に確立したワイヤハング試験、格子歩行試験に加えて、さらに加えられる方法を検討し、可能であれば加える。
2020年度の解析で、樹状突起スパイン密度制御性接着分子アルカドリンは、脳梗塞に陥った大脳皮質同側近傍の海馬歯状回などで劇的な発現誘導が見られた。2021年度以降は、脳梗塞病態で誘導されるその他の分子も探索し、検討を加える。
2020年度確立した、特定の神経細胞に色素Lucifer Yellowを注入して樹状突起スパインを可視化する系を用い、脳梗塞および自発運動介入による神経回路の形態変化を測定する。
アルカドリンの関与を検討することを目指して、Arcadlin遺伝子欠損マウスをC57BL/6系統背景から、C.B-17系統への戻し交配を継続して行う。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍により、多少の遅れが生じており、その分の実験材料購入を次年度において行う予定である。
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Research Products
(5 results)
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[Journal Article] Dendritic Spine Density is Increased in Arcadlin-deleted Mouse Hippocampus.2020
Author(s)
Takeuchi C, Ishikawa M, Sawano T, Shin Y, Mizuta N, Hasegawa S, Tanaka R, Tsuboi Y, Nakatani J, Sugiura H, Yamagata K, Tanaka H.
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Journal Title
Neuroscience
Volume: 442
Pages: 296-310
DOI
Peer Reviewed
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