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側坐核による運動機能回復における神経回路再編機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15H01819
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 リハビリテーション科学・福祉工学
研究機関京都大学 (2017-2019)
国立研究開発法人理化学研究所 (2015-2016)

研究代表者

尾上 浩隆  京都大学, 医学研究科, 特定教授 (80214196)

研究分担者 水間 広  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, 研究員 (00382200)
西村 幸男  公益財団法人東京都医学総合研究所, 認知症・高次脳機能研究分野, プロジェクトリーダー (20390693)
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, 研究員 (20419708)
林 拓也  国立研究開発法人理化学研究所, ライフサイエンス技術基盤研究センター, チームリーダー (50372115)
角元 恭子  公益財団法人神戸医療産業都市推進機構, その他部局等, 研究員(上席・主任研究員クラス) (00442583)
山中 創  国立研究開発法人理化学研究所, ライフサイエンス技術基盤研究センター, 特別研究員 (10415573)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
38,220千円 (直接経費: 29,400千円、間接経費: 8,820千円)
2019年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2018年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2017年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2016年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2015年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
キーワード機能回復 / 脊髄損傷 / 測坐核 / 腹測線条体 / 脳機能イメージング / マカクサル / 機能結合 / p11 / siRNA / 前脳基底核 / 側坐核 / サル / 脳機能画像 / モチベーション / 脳機能再編 / 腹側線条体 / 機能イメージング / 精密把持 / リハビリテーション / 精密把握 / P11 / 神経ネットワーク / うつ病
研究成果の概要

脊髄損傷後の回復過程における神経回路再編について、破壊実験や機能イメージング実験を行い、回復初期において、やる気の中枢である側坐核を含む腹測線条体が運動関連領域を活性化することが回復に重要であることを明らかにした。また、セロトニン5-HT1B受容体などの細胞膜へのトランスロケーションを司り、うつ病の病態発現に深く関与しているp11蛋白について検討を行い、サルの側坐核や前脳基底部では、アセチルコリン神経に特異的に発現していること明らかにした。さらに、p11蛋白の発現をコントロールするために、サルのp11 の発現抑制効果のあるsiRNAを組み込んだTet-offで発現制御できるベクターを作製した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

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っている。我々は、マカクの脊髄損傷モデルを用いて、損傷後の早期回復段階における側坐核を含む腹側線条体の活動が、運動関連領域を活性化し指の巧緻運動の回復に関与することを実証した。脊髄損傷後の回復過程の早期では、腹側線条体と広範囲の運動関連領域との間に一過性の機能的結合の増大が必要で、腹側線条体を破壊すると精密把持は回復しない。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り、その詳細な神経・分子基盤を明らかにすることは、適切で効率的なリハビリテーションを考える上で極めて重要である。

報告書

(6件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2019 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 3件、 招待講演 5件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] KU LEUVEN(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Claude Bernard University Lyon(フランス)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] The Ventral Striatum is a Key Node for Functional Recovery of Finger Dexterity After Spinal Cord Injury in Monkeys2019

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Michiaki、Onoe Kayo、Sawada Masahiro、Takahashi Nobuaki、Higo Noriyuki、Murata Yumi、Tsukada Hideo、Isa Tadashi、Onoe Hirotaka、Nishimura Yukio
    • 雑誌名

      Cerebral Cortex

      巻: 30 号: 5 ページ: 3259-3270

    • DOI

      10.1093/cercor/bhz307

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Comprehensive analysis of area-specific and time-dependent changes in gene expression in the motor cortex of macaque monkeys during recovery from spinal cord injury.2018

    • 著者名/発表者名
      Higo N et al.
    • 雑誌名

      J Comp Neurol.

      巻: 526 号: 7 ページ: 1110-1130

    • DOI

      10.1002/cne.24396

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Function of the nucleus accumbens in motor control during recovery after spinal cord injury.2015

    • 著者名/発表者名
      Sawada, M., K. Kato, T. Kunieda, N. Mikuni, S. Miyamoto, H. Onoe, T. Isa and Y. Nishimura
    • 雑誌名

      Science

      巻: 350 号: 6256 ページ: 98-101

    • DOI

      10.1126/science.aab3825

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Macaque ventral midbrain facilitates the output to forelimb muscles via the primary motor cortex2019

    • 著者名/発表者名
      Suzuki M, Inoue K-I, Nakagawa H, Takada M, Isa T and Nishimura Y
    • 学会等名
      The 2019 Annual Meeting of the Society tor the Neural Control of Movement (NCM) 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 位置について、ヨーイ、ドンの神経科学2019

    • 著者名/発表者名
      西村幸男
    • 学会等名
      第27回脳の世紀シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 意欲を司る中脳辺縁系が運動と機能回復を制御する神経基盤2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木迪諒
    • 学会等名
      第27回日本運動生理学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Coupling between the nucleus accumbens and motor cortex appears during demanding motor control2019

    • 著者名/発表者名
      Suzuki M, Nishimura Y
    • 学会等名
      第42回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 3.A novel diffusion-weighted MRI, S-index of the macaque monkey brain ex vivo2019

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Onoe, Tomohisa Okada, Denis Le Bihan, Tadashi Isa
    • 学会等名
      3rd Japanese Meeting for Human Brain Imaging
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 双方向性神経活動操作で側坐核の役割を探る2019

    • 著者名/発表者名
      西村幸男
    • 学会等名
      第58回日本定位・機能神経外科学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脊髄損傷後の指先巧緻性運動の機能回復には腹側線条体が必要不可欠である2018

    • 著者名/発表者名
      鈴木迪諒、尾上嘉代、澤田真寛、村田弓、肥後範行、塚田秀夫、伊佐正、尾上浩隆、西村幸男
    • 学会等名
      第12回モーターコントロール研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] How we can strengthen function of residual spinal circuit after spinal cord injury2017

    • 著者名/発表者名
      Nishimura Y
    • 学会等名
      第32回日本脊髄外科学会/The 8th Annual Meeting of Asia Spine
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 側坐核は脊髄損傷後の指先巧緻性の回復に特異的に関与する(Causal role of the nucleus accumbens in functional recovery of finger dexterity after spinal cord injury)2017

    • 著者名/発表者名
      2.鈴木 迪諒 , 尾上 嘉代 , 澤田 真寛 , 高橋 伸明 , 肥後 範行, 村田 弓, 塚田 秀夫, 伊佐 正, 尾上 浩隆, 西村 幸男
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 脊髄損傷後の運動機能回復には側坐核が必要不可欠である2017

    • 著者名/発表者名
      3.鈴木迪諒, 尾上嘉代, 澤田真寛, 村田弓, 肥後範行, 塚田秀夫, 伊佐正, 尾上浩隆, 西村幸男
    • 学会等名
      第2回基礎理学療法学夏の学校
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Nucleus accumbens plays an essential role for recovery of finger dexterity after spinal cord injury2017

    • 著者名/発表者名
      4.M. SUZUKI, K. ONOE, M. SAWADA, N. TAKAHASHI, N. HIGO, Y. MURATA, H. TSUKADA, T. ISA, H. ONOE, Y. NISHIMURA
    • 学会等名
      Sfn2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamic redirection of corticomuscular networks during recovery from spinal cord injury2017

    • 著者名/発表者名
      5.Zenas C Chao, Masahiro Sawada, Tadashi Isa, Yukio Nishimura
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 心が身体を動かす神経基盤2017

    • 著者名/発表者名
      西村幸男
    • 学会等名
      平成29年度生理研研究会・7回社会神経科学研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Function of the nucleus accumbens in motor control2016

    • 著者名/発表者名
      Yukio Nishimura
    • 学会等名
      20th Thai Neuroscience Society
    • 発表場所
      Phtisanulok, Thailand
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 身体運動制御に対する中脳辺縁系-皮質運動野間ネットワークの因果律2016

    • 著者名/発表者名
      西村幸男
    • 学会等名
      第109回近畿生理学懇話会
    • 発表場所
      大阪市立大学阿倍野キャンパス(大阪府大阪市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 脊髄損傷からの機能回復戦略2016

    • 著者名/発表者名
      西村幸男
    • 学会等名
      生理学研究所・和漢医薬学総合研究所研究会最先端生理学と和漢医薬学との融合
    • 発表場所
      生理学研究所(岡崎市)
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] モチベーションで制御される運動パフォーマンスの神経基盤2016

    • 著者名/発表者名
      西村幸男
    • 学会等名
      第93回日本生理学会大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(札幌市)
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 心と身体を繋ぐ神経基盤2015

    • 著者名/発表者名
      西村幸男
    • 学会等名
      第147回スポーツサイエンス研究会
    • 発表場所
      早稲田大学所沢キャンパス
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] "やる気や頑張り"がリハビリテーションによる運動機能回復に 大切であることを脳科学的に証明

    • URL

      http://www.nips.ac.jp/release/2015/10/post_306.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] “やる気や頑張り”がリハビリテーションによる運動機能回復に大切であることを脳科学的に証明

    • URL

      http://www.amed.go.jp/news/release_20151002.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2022-11-04  

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