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歩行制御における脳内ドーパミン機能の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K17868
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 神経生理学・神経科学一般
スポーツ科学
研究機関大阪大学

研究代表者

中村 徹  大阪大学, 生命機能研究科, 招聘研究員 (50771135)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード運動制御 / ドーパミン / ドーパミン受容体 / 線条体 / マウス / コンディショナルノックダウンマウス / 脳内薬物投与 / ステップホイール / コンディショナルノックダウン / 運動 / 大脳基底核 / アセチルコリン / 光遺伝学 / チャネルロドプシン / モチベーション / 報酬 / 神経科学 / 生理学
研究成果の概要

本研究ではマウス運動課題「ステップホイール」を用いて、脳内ドーパミン(DA)神経回路の機能阻害時の運動機能を評価した。より短期間に効率的に結果を得るため、ホイールの回転速度を徐々に上げてどこまで走行可能かを調べる漸増負荷課題を確立した。そして、時間的・空間的に限定して機能を阻害するために、DA受容体D1RのコンディショナルノックダウンマウスおよびDA受容体D1RまたはD2R阻害剤の線条体局所投与マウスを評価に用いた。結果、D1Rの機能阻害時にステップホイール漸増負荷課題の成績低下が認められ、運動遂行時の線条体ドーパミン神経回路、特にDA-D1Rシグナルが運動制御に関与している事が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

パーキンソン病にみられる中脳ドーパミン神経細胞の変性脱落と運動失調症状の知見から、中脳-基底核のドーパミン神経回路が身体の運動制御に関与することは知られているが、その詳細な脳内機構については不明点も多い。今回の研究結果から、運動実行中の基底核線条体におけるドーパミン神経回路、特にドーパミン受容体D1Rを介したシグナル回路が歩行運動の制御に関与していることが明らかとなった。今後更に研究が進む事でこの神経回路が運動制御のどこに機能しているのか、より詳細な機構を明らかにすることで運動失調を伴う神経変性疾患の治療に繋がる知見を得ることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (6件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Dopamine D1 and muscarinic acetylcholine receptors in dorsal striatum are required for high speed running2019

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Toru、Rios Luis Carl、Yagi Takeshi、Sasaoka Toshikuni、Kitsukawa Takashi
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: - ページ: 1-8

    • DOI

      10.1016/j.neures.2019.12.001

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Striatal neurons encode the interval and phase of stepping in the step-wheel task.2019

    • 著者名/発表者名
      Takuma Terashita, Toru Nakamura, Yasuo Kubota, Dan Hu, Takeshi Yagi, Ann M. Graybiel, Takashi Kitsukawa.
    • 学会等名
      日本神経科学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Rhythmic timing control of mice running in complex stepping patterns.2019

    • 著者名/発表者名
      Kohjiro Hirokane, Toru Nakamura, Yasuo Kubota, Dan Hu, Takeshi Yagi, Ann M. Graybiel, Takashi Kitsukawa.
    • 学会等名
      日本神経科学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Striatal neurons encode the interval and phase of stepping in the step-wheel task.2019

    • 著者名/発表者名
      Takuma Terashita, Toru Nakamura, Yasuo Kubota, Dan Hu, Takeshi Yagi, Ann M. Graybiel, Takashi Kitsukawa
    • 学会等名
      日本神経科学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Rhythmic timing control of mice running in complex stepping patterns.2019

    • 著者名/発表者名
      Kohjiro Hirokane, Toru Nakamura, Yasuo Kubota, Dan Hu, Takeshi Yagi, Ann M. Graybiel, Takashi Kitsukawa
    • 学会等名
      日本神経科学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Dopamine receptor D1R and muscarinic acetylcholine receptor in the dorsal striatum are required for wheel running.2018

    • 著者名/発表者名
      Toru Nakamura, Toshikuni Sasaoka, Takeshi Yagi, Takashi Kitsukawa
    • 学会等名
      日本神経科学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 線条体におけるドーパミン受容体D1Rとムスカリン受容体は加速式Step-Wheel課題での走運動に必要である2018

    • 著者名/発表者名
      中村徹、笹岡俊邦、八木健、木津川尚史
    • 学会等名
      日本神経科学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 大阪大学 大学院生命機能研究科 時空生物学講座 心生物学研究室

    • URL

      http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/yagi/index.htm

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 大阪大学大学院 生命機能研究科 時空生物学講座 心生物学研究室ホームページ

    • URL

      http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/yagi/index.htm

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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