2013 Fiscal Year Annual Research Report
運動ニューロンの網羅的発現遺伝子解析によるリハビリテーション効率の定量化
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23650327
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
岡田 誠司 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (30448435)
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| Keywords | 脊髄損傷 / リハビリテーション / レーザーマイクロダイセクション |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、リハビリテーションを代表とする四肢運動が中枢神経運動ニューロンの発現遺伝子変化に与える影響を解析し、将来的にリハビリテーションの効率評価となりうる指標の同定に繋げることである。そのため、まず特定の運動ニューロンに於ける発現遺伝子を選択的かつ網羅的に解析する系を立ち上げた。細胞質より核のみを抽出して運動ニューロン選択的な転写因子を指標としてFACSによる核ソーティングを立ち上げたが、本手法では核内からサイズの小さなmRNAが漏出するため正確な解析が困難であることが明らかとなり、代替手法として直接組織切片上からレーザーマイクロダイセクションで運動ニューロンのみを選択的に切り出し回収、発現遺伝子を次世代シークエンサーにより解析する手法に切り替えた。そのため、解析切片は脳ではなく、運動ニューロンが灰白質前角部に集中している脊髄での解析とした。回収細胞における発現遺伝子解析は約1000細胞で可能であり、ChATやGFAPの発現から選択的に運動ニューロンが回収できていることを確認した。脊髄前角部運動ニューロンに於ける遺伝子発現が下肢運動と相関しているかを調べるため、第９胸髄レベルで脊髄を完全切断し、第２腰髄レベルの運動ニューロンを選択的に採取、発現遺伝子の変化を解析した。その結果、切断モデルに於いても運動ニューロン数や細胞サイズに変化はないものの、Bassoonなどのプレシナプス蛋白やcGluT2などの興奮性シナプス蛋白の発現は有意に減少していることが明らかとなった。軸索輸送蛋白や神経伝達物質の発現はほぼ保たれていたため、これらの指標ではリハビリマーカーとならないことが判明した。ただし、c-fosやCamK2aなどの神経活動マーカーは運動ニューロンで得意的に減少した。下肢他動運動でのこれらの神経活動マーカーに変化がなければ、将来的にはリハビリ効率の定量化の標的となる可能性が考えられた。
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