2021 Fiscal Year Annual Research Report
Central command pathways: involvement of the orexinergic system
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21H03321
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| Research Institution | Tottori University |
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Principal Investigator |
木場 智史 鳥取大学, 医学部, 准教授 (40565743)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | セントラルコマンド / 歩行 / 交感神経活動 / オレキシン / 視床下部 / 中脳 / 運動 / 光遺伝学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者は中脳歩行誘発野から延髄吻側腹外側野への投射経路がセントラルコマンドの脳内回路の一端であることを明らかにしていた。本計画はその経路を制御する上位脳領域の解明が研究目的である。具体的には、「ラット中脳歩行誘発野には視床下部外側野のオレキシン産生神経による投射がある（予備実験結果）」および「オレキシン産生神経には歩行誘発能や交感神経活性能があることが報告されている」ことを踏まえて着想した仮説「オレキシン産生神経がセントラルコマンドの脳内回路の一端である」を検証する。2021年度には、中脳歩行誘発野に投射するオレキシン産生神経は運動によって興奮することが分かった（ラットを回転ホイルに自由アクセスさせたのち、この投射神経において神経興奮マーカーであるFosタンパク質の有意な発現上昇を認めた）。また、視床下部外側野から中脳歩行誘発野への投射神経は中脳歩行誘発野から延髄吻側腹外側野への投射神経とシナプス接続することが分かった。さらに、研究協力者よりオレキシン-Creラットの恵与を受け、オレキシン産生神経の機能調査を開始した。光遺伝学を用いてオレキシン産生神経を選択的に刺激する実験から、オレキシン産生神経には交感神経活性能および歩行誘発能があることが分かった。また、セレンディピティ的に非オレキシン産生神経のみを選択的に刺激する実験系の確立にも成功し、興味深いことに、オレキシン産生神経刺激時の歩行・交感神経活性能と非オレキシン産生神経刺激時のそれらとでは特性が異なることが分かった。
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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
2021年度に計画していた研究は全て実施され、新知見が出た。また、2022年度の計画研究のための予備実験も概ね実行することができ、本実験の実施に目途を立てることができた。2021年度の主要目的の一つは、オレキシン-Creラットの実験系への新規導入であり、繁殖・系統維持を円滑に行うことができ、またオレキシン神経特異的に遺伝子工学的介入が可能であることを確認できたことは、大きな収穫であった。
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| Strategy for Future Research Activity |
中脳歩行誘発野への投射性オレキシン産生神経の機能調査へと研究を発展させる。オレキシン-Creラットの活用、光遺伝学、交感神経活動実測、テレメトリ系による自由行動下での自律生理パラメータ実測、行動解析、組織学的解析などを駆使した実験から、以下の検証課題に取り組む。中脳歩行誘発野への投射性オレキシン産生神経は、1)交感神経活性能を持つか？ ２）歩行誘発能を持つか？ ３）走行運動中の循環調節・歩行制御に必要か？
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