2013 Fiscal Year Research-status Report
脳損傷後の運動機能回復の基盤となる分子・解剖レベル変化
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25351004
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
肥後 範行 独立行政法人産業技術総合研究所, ヒューマンライフテクノロジー研究部門, 主任研究員 (80357839)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | リハビリテーション / 上肢運動 / 脳損傷 / 脳卒中 / 可塑性 / 運動機能 / 巧緻動作 / 小脳核 |
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| Research Abstract |
脳損傷後の運動機能回復の基盤となる脳内変化を明らかにするために、大脳皮質からの運動出力の中心領野である第一次運動野に不可逆的な損傷を作成した。リハビリ訓練により手指運動の回復が見られた後、ビオチンデキストランアミンを運動前野腹側部に注入し、1か月後に解剖して染色した。解析を行ったところ、運動前野腹側部から発し、皮質下、あるいは反対半球に向かっている線維が同定された。
回復過程で新たに形成される解剖学的変化を明らかにするために、ビオチンデキストランアミン陽性の出力線維終末の分布を健常個体と比較した。多くの神経領域で、ビオチンデキストランアミン陽性の出力線維終末の分布は健常個体と損傷個体で一致していた。一方、小脳核、特に室頂核では損傷個体のみで運動前野腹側部からの出力線維終末が見られた。実験に用いた３頭の損傷個体すべてで、損傷側の小脳核に運動前野腹側部からの終末が確認された。
健常個体では私たちのサンプルでも、先行研究でも、運動前野腹側部から室頂核を含む小脳核への投射は確認できなかった。このことから、回復過程で運動前野腹側から小脳核への投射が形成された可能性が考えられる。第一次運動野の損傷により、皮質脊髄路を介した伝達に障害を受けるが、運動前野腹側部から小脳核への投射が形成されることにより、小脳核から脊髄への投射を利用し第一次運動野を介さない運動出力の伝達が可能になった可能性がある。ただし量的な変化は赤核や線条体など他の投射でも生じている可能性がある。定量的な解析を行うことにより、量的な変化を同定できる可能性が残されている。今後はこのような量的な投射の変化を同定するとともに、解剖学的変化を生み出す遺伝子レベルの変化を明らかにしていく予定である。
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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
大脳皮質からの運動出力の中心領野である第一次運動野に不可逆的な損傷を作成した後の機能回復過程での解剖学的変化に関して、この過程で新規に形成される特徴的な投射を確認できた。当初の最終目的の1/3以上の段階まで進んでいるため、おおむね順調に進展していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
第一次運動野損傷後に新たに形成される投射に関して量的な変化を解明する。とくに赤核などの運動出力核への投射に着目する。神経投射の変化を引き起こす遺伝子レベルの変化についても解明に取り組む。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
運動野損傷後の機能回復過程におけるタンパク発現の解析に一部遅れが生じたため。
タンパク発現の解析のため抗体などの試薬の購入を予定している。
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[Journal Article] Differential Expression of Secreted Phosphoprotein 1 in the Motor Cortex among Primate Species and during Postnatal Development and Functional Recovery2013
Author(s)
Tatsuya Yamamoto, Takao Oishi, Noriyuki Higo, Shigeo Murayama, Akira Sato, Ichiro Takashima, Yoko Sugiyama, Yukio Nishimura, Yumi Murata, Kimika Yoshino-Saito, Tadashi Isa, Toshio Kojima
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Journal Title
PLoS One
Volume: 8
Pages: e65701
DOI
Peer Reviewed
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