2023 Fiscal Year Research-status Report
脳卒中後の大脳新皮質広域神経回路再構築メカニズムの解明
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21K06386
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
酒井 誠一郎 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助教 (40709747)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 脳梗塞 / 大脳皮質 / 神経回路 / シナプス / 次世代シークエンス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脳梗塞後の機能回復には、失われた機能を代償する神経回路の構築が必要であるとされているが、どのような神経回路が機能代償を担っているのか、またどのようなメカニズムで神経回路の再構築が起こるのかは未解明である。本研究では、大脳皮質の脳梗塞モデルマウスを用いて、脳梗塞後に代償性神経回路が再構築されるメカニズムを研究している。
これまでに行った広域カルシウムイメージングによる機能的結合の解析およびスライスパッチクランプ記録によるシナプス結合の解析の結果、脳梗塞巣周囲でシナプス増強が起こっていることが判明した。そこで昨年度に引き続き、脳梗塞後に強化された神経回路が機能回復に寄与するのか、化学遺伝学による神経回路選択的な活動抑制を用いて検証した。その結果、脳梗塞巣周囲の神経活動を選択的に抑制すると感覚運動機能が低下した一方で、反対側半球の活動を抑制しても感覚運動機能に変化が見られなかったことから、脳梗塞巣周囲の神経回路が機能回復に重要であることが示された。次に、脳梗塞後における神経回路再構築の分子メカニズムを明らかにするため、単離した神経細胞の遺伝子発現をRNA-SeqやシングルセルRNA-Seqで解析した結果、脳梗塞後に修復関連遺伝子の発現増加が見られた。また、ATAC-Seqを用いてオープンクロマチン領域に濃縮しているDNA結合モチーフを解析し、修復関連遺伝子の発現に寄与する転写因子の候補を明らかにした。それら転写因子を脳梗塞マウスの神経細胞に強制発現させて遺伝子発現を調べた結果から、修復関連遺伝子の発現を誘導する働きのある転写因子を見出した。
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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
研究室の移転により3ヶ月ほど実験を中断する時期があったが、予定していた実験の大半が既に終了して研究成果をまとめる段階に至ることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究成果を論文にまとめるとともに、論文を執筆する過程で追加すべきデータが新たに出てきた場合は追加の実験を行う。
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| Causes of Carryover |
研究室の移転によって実験を中断した時期が約3ヶ月あり論文投稿が次年度以降になったので、研究期間を延長するとともに、予算残額を次年度に繰り越して研究成果の発表に使用する。
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