2015 Fiscal Year Annual Research Report
中脳ドパミン神経の入出力発達を制御する内的・外的要因の解明
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25290004
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
那波 宏之 新潟大学, 脳研究所, 教授 (50183083)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ドパミン / 神経発達 / 神経栄養因子 / iPS細胞 / 神経活動 / ユニット記録 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ドパミンは、注意、運動、情動、学習の調節に関与する神経伝達分子で、哺乳動物においてその発達は、生後から思春期と長期に渡る。本課題では、中脳ドパミン神経へのシナプス入力の発達可塑性、神経終末発達を制御する脳内環境因子という視点から、脳内ドパミン神経の機能・回路発達を制御している「細胞の内的・外的要因」の実態を明らかにすることを目標とした。
発達を追ってドパミン神経細胞に発現する遺伝子群の網羅的同定:ヒトのドパミン神経細胞のＲＮＡプロファイリングにおいては 解剖手技やＲＮＡの品質差が多かったため、ＲＮＡサンプルを追加しＲＮＡ―ＳＥＱを実施した。ヒトでの黒質ドパミン細胞に発現する遺伝子群には多くの特徴的なKチャンエル遺伝子が含まれていることが判明した。比して、グルタミン酸受容体チャンネル等の入力シナプス関連遺伝子発現量は、予想外に少なかった。更にラットとヒトのドパミン神経細胞に発現する遺伝子群に着目して、比較解析を進めている。
ドパミン神経終末成熟・ドパミン放出変化を促す細胞の内的・外的要因の究明:iPS細胞や神経培養株の培養系を使ってドパミン神経分化・発達プロセスを調べた結果、その初期段階はセロトニン神経分化と共通項が多いこと、GDNF等の栄養性外的要因での分化誘導には限界があること、栄養性環境操作の影響は細胞生存が主で機能的成熟への影響は少ないことが判明した。また課題であった自由行動下での中脳ドパミン神経活動の発達変化も、無線ユニット記録システムを立ち上げることができたので、測定可能となった。結果、皮質入力が制限されている麻酔下で得られた結果と類似して、成熟後のドパミン神経の活動は若い動物に比べ活動頻度が上昇傾向、バースト性は定常傾向にあった。これらの結果を総合すると、ドパミン神経分化・成熟に係る自律的制御・内的要因は、予想以上に大きいことが判明した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ドパミン神経に対するＲＮＡプロファイリングの課題についてのみ、計画に遅れを生じている。初年度における機知ＳＭＡＲＴ法には、次世代シークエンサーライブラリーとしての技術的問題点が内包されていることが判明したが、この解決に1年以上を要したため、その遅れが最終年度にまで影響してしまった。
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| Strategy for Future Research Activity |
技術的な問題ほぼ解決したので、当該課題の実施完了にむけ「補助事業起案延長承認申請」をおこない、その解析を今後も継続することで当該課題の実施完了させることとなった。
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| Causes of Carryover |
ドパミン神経に対するＲＮＡプロファイリングの課題についてのみ、計画に遅れを生じている。初年度における機知ＳＭＡＲＴ法には、次世代シークエンサーライブラリーとしての技術的問題点が内包されていることが判明したが、この解決に1年以上を要したため、その遅れが最終年度にまで影響し、当該計画項目を完了できなかった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
当該課題の実施完了にむけ「補助事業起案延長承認申請」をおこない、その解析を今後も継続するため、当該実験計画（ドパミン神経の発達解析）の費用に充当する。
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