2014 Fiscal Year Annual Research Report
中枢神経系抑制性シナプス伝達の制御による運動学習増強に関する実験動物学的研究
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24500619
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
前島 洋 北海道大学, 大学院保健科学研究院, 教授 (60314746)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
金村 尚彦 埼玉県立大学, 保健医療福祉学部, 准教授 (20379895)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 運動 / シナプス / GABA / 神経栄養因子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までの研究成果において、GABAA受容体の阻害により、運動時における大脳皮質運動関連領野における神経栄養因子BDNF、NT-4の遺伝子発現が阻害されることを同定した。一方、神経栄養因子は運動依存的な発現増強が期待される。そこで、GABAA受容体の阻害による神経栄養因子の発現低下が、運動依存的な発現増強を阻害しているのか、或いはGABAA受容体阻害そのものが広く神経栄養因子の発現低下を生じさせるのかを精査するため、運動およびGABAA受容体阻害の２要因の相互作用について検証を進めた。15週齢の成体雄性ICRマウスを対象に、毎日１時間の15m/minのトレッドミル運動、およびGABAA受容体アンタゴニスト投与の２要因に基づき４群に群分けし、10日間の実験介入期間を設定した。行動評価の後、大脳皮質運動関連領野を採取して遺伝子発現の定量を行った。ターゲット遺伝子として、神経活動の指標となるc-fos、、神経栄養因子BDNF、NT-4の発現をβ-actinを内部標準遺伝子とする比較Ct法により定量した。10日間の介入後、運動により神経栄養因子BDNF、NT-4の発現増強が生じた一方、安静マウスにおけるGABAA受容体阻害による影響は認められなかった。更に、運動群において、GABA受容体阻害によりBDNF、NT-4の安静群レベルまでの有意な発現低下が認められた。以上の結果より、GABAA受容体阻害は運動依存性の神経栄養因子増強を阻害することが示された。c-fos発現においても運動群においてのみGABAA受容体阻害による発現の低下が生じていた。本研究の結果、運動に直接的に関与する大脳皮質運動関連領野における運動依存的な神経栄養因子発現増強と神経活動の修飾において、興奮性・抑制性シナプス入力の適切なバランス下における運動が重要であることが示唆された。
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