snRNA sequencing to elucidate the neural circuit mechanism of corticospinal tract

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K20701
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0704:Neuroscience, brain sciences, and related fields
• Research Institution: Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University
• Principal Investigator: Takata Yu 沖縄科学技術大学院大学, 神経回路ユニット, ポストドクトラルスカラー (90952747)
• Project Period (FY): 2022-08-31 – 2024-03-31
• Keywords: SnRNAseq / 皮質脊髄路ニューロン / 手指巧緻性

Outline of Final Research Achievements

In this study, retrograde viral vectors were injected into mouse and monkey spinal cords to detect neurons that form corticospinal tracts and control finger movement. Single nucleus analysis was performed to determine whether there were specific genes expressed in those neurons. First, as a preliminary step, we investigated retrograde viral vectors that could be used for SnRNA-seq and established a nuclear isolation method suitable for monkey samples. Then, SnRNA-seq was performed using mice and monkeys injected with the viral vectors. We obtained knowledge on the proportion of corticospinal tract neurons, expressed genes, and neuron types distributed in mice and monkeys.

Free Research Field

神経科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

中枢神経損後の手指の運動機能障害は残存することが多く、多くの患者の自立した生活を制限する。そのような患者を減らすことができる治療法の立案のために、手指の巧緻運動に関与する神経回路機構を解明するために本研究は実施された。これまでに一次運動野に分布するニューロンの遺伝子情報は調べられていたが、手指の運動を制御するニューロンに絞った研究は行われていなかった。本研究の成果はヒトが手指の巧緻動作をどのように制御しているのかを明らかにする助けとなり、手指の機能回復の研究が大きく発展することが期待される。