The mechanism for the formation of compensatory circuits after brain injury by synaptic plasticity

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H03294
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 59010:Rehabilitation science-related
• Research Institution: Mie University
• Principal Investigator: Jitsuki Susumu 三重大学, 医学系研究科, 准教授 (10546675)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: AMPA受容体 / 機能回復 / CALI法

Outline of Final Research Achievements

It has previously shown that rehabilitation-dependent delivery of the AMPA receptor into synapses leads to functional recovery after cortical injury. However, it is unclear how the synaptic accumulation of AMPA receptors compensates for motor function. To elucidate the function of AMPA receptors accumulated in the peri-injury area, we attempted to manipulate them spatiotemporally in individual animals using an optogenetic approach (CALI method). In this study, we established a subunit-specific optical inactivation of AMPA receptor subunits such as GluA1/1 and GluA2/3 in vitro and in vivo.

Free Research Field

神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

近年、脳損傷からの回復のための薬剤等による治療介入が注目されてきているが、正常に機能が回復するためには適切な回路が形成される必要がある。一方で不適切な回路の形成が誘導されることにより筋の緊張が亢進する痙縮を引き起こしたり、自律神経過反射を呈することもある。このようなことから機能回復を誘導するためには、単に薬剤等による介入で特定の標的分子の制御や標的部位の活動を制御するだけでは不十分であり、適切な回路を形成することが重要となる。本研究成果により将来的に脳損傷による機能低下だけではなく、神経変性疾患で機能が低下した状態からの機能回復の促進技術への発展も期待できる。