| Project/Area Number |
20H00573
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 59:Sports sciences, physical education, health sciences, and related fields
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| Research Institution | Kobe Gakuin University (2024)
Kyoto University (2020-2023) |
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Principal Investigator |
尾上 浩隆 神戸学院大学, 薬学部, 教授 (80214196)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田原 強 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 客員研究員 (20419708)
山口 玲欧奈 京都大学, 高等研究院, 特定助教 (50812640)
笠井 昌俊 京都大学, 医学研究科, 助教 (70625269)
Veale Richard 京都大学, 医学研究科, 助教 (80828880)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥45,370,000 (Direct Cost: ¥34,900,000、Indirect Cost: ¥10,470,000)
Fiscal Year 2024: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Fiscal Year 2023: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Fiscal Year 2022: ¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Fiscal Year 2021: ¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000)
Fiscal Year 2020: ¥15,080,000 (Direct Cost: ¥11,600,000、Indirect Cost: ¥3,480,000)
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| Keywords | 脊髄損傷 / 前脳基底部 / motivation / rsfMRI / アセチルコリン / マカクザル / fMRI / siRNA / ECoG / COMS / AAVベクター / モチベーション / ドパミン / CMOS / マカクサル / AAV / Tet制御 / Ca2+イメージング / 腹側線条体 |
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| Outline of Research at the Start |
脳梗塞や脊髄損傷患者の多くは運動機能の麻痺と併発して鬱症状を示し、意欲の減退が運動機能回復の妨げとなる。腹側線条体は意欲や動機付けに関係する重要な部位であるが、脊髄損傷後の運動回復過程にどのように関与するのかは不明である。本研究では、ウイルスベクターによる光遺伝学的、化学遺伝学的手法による経路選択的機能操作に加え、新たにp11やドーパミン受容体等の分子特異的siRNAを組み込んだAAVベクターのTet制御による神経機能修飾法を開発し、ECoG、fMRI、Ca2+イメージングによる解析により、脊髄損傷後の機能回復過程における意欲や動機付けによる神経回路再編についての神経・分子機構を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
非ヒト霊長類動物であるマカクザルの脊髄損傷モデルを用い、回復過程における腹側線条体の本質的な役割、神経・分子機構を解明するために、以下の３つの項目について検討を行った。1）分子特異的siRNAを組み込んだAAVベクターのTet発現誘導システムの開発: 前年度に引き続きp11のマカクサルに特異的なsiRNAを作製し、Tetで発現が制御可能なAAVベクターを開発中である。前回作製したAAV1と2型のミックスタイプのウィルスベクターでは、目的とするアセチルコリン神経には取り込まれていないことが明らかになったことから、新たにセロタイプの違うDJ/8型と9型のAAVベクターを作製した。現在、ラットを用いてin vivoにおける細胞特異性の検討を行っており、アセチルコリン神経に取り込まれることが確認できしだい、ニホンザルへの投与を行う予定である。2）ECoG、fMRIよるによるマクロ解析: これまでに、サルの感覚―運動野にECoGを埋め込み、脊髄損傷後の回復過程における領域間の機能的結合の動的変遷における興奮-抑制バランスに関連する接続性の極性について、LiNGAM用いて結合性の極性について検討した。その結果、抑制性結合の強度が、損傷後の回復早期と後期で有意に減少することが明らかになった。今後これらの結合性の変化に対する腹側線条体の影響について検討する。3）一次運動野や補足運動野におけるCa2+イメージング：光遺伝学的方法により一次運動野、運動前野など運動機能回復過程におけるCa2+、神経伝達物質の動態を解析するために開発したCMOSとLEDを組み合わせたイメージセンサーをニホンザルの前頭前野に埋め込んだ。刺入型と脳表型の二つのタイプを作製した検討したところ、脳表型に比べて刺入型の方がノイズが少ないことが明らかなった。今後、刺入型を用いて検討を進める。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
前回作製したAAV1と2型のミックスタイプのウィルスベクターでは、脳に注入後に多くの神経細胞に取り込まれているにもかかわらず、アセチルコリン神経には取り込まれていないことが明らかになったため新たにセロタイプの違う、DJ/8型と9型のAAVベクターを作製した。
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| Strategy for Future Research Activity |
新たにセロタイプの違う、DJ/8型と9型のAAVベクターが完成したので、まずラットでin vivoでの発現様式を確認し、問題がなければ直ちにニホンザルでの検討に入る。
非磁性のカーボン電極を主体としたECoGのコードの材料を改良し、コードも含めた全体の磁化率をかなり抑えることに成功したことから、このECoG電極のサルへの埋め込みを行い、MRIへの影響について検討し、同時測定、刺激の効果について検討を進める。
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