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2018 Fiscal Year Annual Research Report

随意運動神経回路の機能シフト

Publicly Offered Research

Project AreaMechanisms underlying the functional shift of brain neural circuitry for behavioral adaptation
Project/Area Number 17H05571
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

山下 俊英  大阪大学, 医学系研究科, 教授 (10301269)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Keywords神経科学 / 神経回路
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、中枢随意運動回路の可塑性を制御する機構を明らかにすることを目的とする。我々はこれまでの研究で、中枢神経損傷後に、運動機能を制御する皮質脊髄路が、損傷を免れた軸索から頚髄のレベルで側枝を形成し、interneuronsに新たな回路を形成することを明らかにした。さらに運動神経回路の再編成現象を明確に評価するin vivoのシステムを確立し、神経回路の可塑性制御に関わる分子を同定した。以上の研究から、皮質脊髄路がどのように末梢神経に至る経路を形成できるのかという疑問に一部答えることができた。そこで本研究では、脳障害後の神経回路修復モデルを用いて、随意運動神経回路の可塑性を制御するメカニズムの解明を行っている。皮質脊髄路の上位および下位を包括して、随意運動システムがどのように可塑的変化を遂げるかという課題に対して、統合的にアプローチする。またリハビリテーションが可塑性に与える影響及びその分子機構を明らかにする。具体的にはこれまでに構築したモデルにより、皮質脊髄路の軸索枝が頚髄で、対側に伸長し、目的の介在ニューロンとシナプスを形成し、その後に不要な軸索枝が刈り込みを受けるという3つの可塑性プロセスに分けて、各メカニズムを解析した。特に軸索枝の刈り込みに関わる分子として、neuropilin-1を同定することができた。neuropilin-1の発現を抑制すると、軸索枝の刈り込みが消失するとともに、運動機能の回復が遅延した(Cell Death Dis., 2019)。この実験結果は、軸索枝の刈り込みが運動機能の回復に寄与することを示すとともに、その分子メカニズムを明らかにするものである。In vivoにおいて随意運動回路を制御する分子機構を明らかにすることで、成体における神経回路再編成のメカニズムを解明するという到達目標を達成した。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (10 results)

All 2019 2018 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 6 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Neuropilin-1-mediated pruning of corticospinal tract fibers is required for motor recovery after spinal cord injury2019

    • Author(s)
      Nakanishi Toru、Fujita Yuki、Yamashita Toshihide
    • Journal Title

      Cell Death & Disease

      Volume: 10 Pages: 67

    • DOI

      10.1038/s41419-019-1338-2

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Class I histone deacetylase (HDAC) inhibitor CI-994 promotes functional recovery following spinal cord injury2018

    • Author(s)
      Zhang Suxiang、Fujita Yuki、Matsuzaki Rieko、Yamashita Toshihide
    • Journal Title

      Cell Death & Disease

      Volume: 9 Pages: 460

    • DOI

      10.1038/s41419-018-0543-8

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Developmental abnormality contributes to cortex-dependent motor impairments and higher intracortical current requirement in the reeler homozygous mutants2018

    • Author(s)
      Nishibe Mariko、Katsuyama Yu、Yamashita Toshihide
    • Journal Title

      Brain Structure and Function

      Volume: 223 Pages: 2575~2587

    • DOI

      10.1007/s00429-018-1647-8

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 中枢神経回路の修復のメカニズムと治療法の確立2018

    • Author(s)
      山下俊英
    • Organizer
      Resarch PlaNet 2018 基調講演
    • Invited
  • [Presentation] Development of therapeutic strategies to repair neuronal network after injuries in the central nervous system2018

    • Author(s)
      山下俊英
    • Organizer
      第41回日本神経科学大会 シンポジウム講演
    • Invited
  • [Presentation] 中枢神経回路の障害と修復を制御するメカニズム2018

    • Author(s)
      山下俊英
    • Organizer
      第61回日本神経化学会大会・第40回日本生物学的精神医学会 教育講演
    • Invited
  • [Presentation] 中枢神経回路の障害と修復を制御するメカニズム2018

    • Author(s)
      山下俊英
    • Organizer
      第42回日本脳神経外傷学会 特別講演
    • Invited
  • [Presentation] The spatiotemporal dynamics in the biological systems regulate the neuronal network in the central nervous system.2018

    • Author(s)
      山下俊英
    • Organizer
      5th IBRO-ARC Neuroscience School
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] The spatiotemporal dynamics in the biological systems regulate the neuronal network in the central nervous system.2018

    • Author(s)
      山下俊英
    • Organizer
      Istanbul Techinical University Molecular Biology and Genetics International Student Congress ‘18
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] 大阪大学大学院医学系研究科分子神経科学

    • URL

      http://www.med.osaka-u.ac.jp/pub/molneu/index.html

URL: 

Published: 2019-12-27  

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