2020 Fiscal Year Annual Research Report
Local response of oligodendrocyte progenitor cell regulate axonal activity
Publicly Offered Research
| Project Area | Dynamic regulation of brain function by Scrap & Build system |
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| Project/Area Number |
19H04753
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
和氣 弘明 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (90455220)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | オリゴデンドロサイト / 髄鞘化 / 神経回路活動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではオリゴデンドロサイト(OC)およびその前駆細胞（OPC）による髄鞘化の制御機構を解明する研究である。これまで研究代表者らは神経活動依存的にOCが髄鞘化するメカニズムおよびその破綻による運動学習障害の神経回路基盤を明らかにしてきた。それを踏まえて、その機能的メカニズムを探るためにOC,OPCのカルシウム活動の生体イメージングと脳スライス標本を用いた電気生理学的手法を用いて検証した。化学遺伝学的手法を用いて、神経細胞活動を誘導した際にOC,OPCの突起のカルシウム活動頻度は増加し、これはATPに対する受容体であるP2X,Y受容体の阻害剤によって阻害されるがグルタミン酸受容体(AMPAR)の阻害剤であるCNQXでは阻害されなかった。一方で、オリゴデンドロサイトからパッチクランプし電気的記録をとると興奮性の電流はP2X,Y受容体およびCNQXで阻害されることから、グルタミン酸の伝達によって電気的な記録が誘導されることおよびこれによってP2X,Y受容体が活性化し、髄鞘化を促進することなどが示された。またアルツハイマー型認知機能障害モデルマウスにおいては神経細胞活動を、化学遺伝学的手法を用いて増加させてもOC,OPCの突起のカルシウム活動頻度は増加しないことから細胞障害や細胞死によって誘導されるATPがこれらの活動増加および髄鞘化の障害に関わっている可能性があることが示された。さらに髄鞘は脂質で構成されることからこの脂質成分の運動学習に伴う変化を質量分析顕微鏡で可視化したところ、スフィンゴミエリンが運動学習初期で増加し、後期相においてはグリコシドセラミドが増加してくることがわかった。さらに神経活動の解析によってスフィンゴミエリンはレバー引きに伴う神経活動の同期的記録に寄与することが明らかになった。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Pain induces stable, active microcircuits in the somatosensory cortex that provide a new therapeutic target.2021
Author(s)
1.Okada T, Kato D, Nomura Y, Obata N, Quan X, Morinaga A, Yano H, Guo Z, Aoyama Y, Tachibana Y, Moorhouse AJ, Matoba O, Takiguchi T, Mizobuchi S and Wake H*.
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Journal Title
Science Advances.
Volume: -
Pages: -
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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