歩行運動中枢を構成する脊髄抑制性ニューロンの同定と生理学的解析

• 研究課題/領域番号: 20500365
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経・筋肉生理学
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 西丸 広史 筑波大学, 大学院・人間総合科学研究科, 准教授 (20302408)
• 連携研究者: 清末 和之 産業技術総合研究所, 脳神経情報部門, 主任研究員 (50356903)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2010年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2009年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2008年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: ニューロン / シナプス / 神経回路 / 神経科学 / 生理学 / 脊髄 / 歩行

研究概要

本研究では、遺伝子改変マウスを用いて歩行の際の運動パターンの形成に重要な役割を担っている脊髄抑制性ニューロンの電気生理学的性質解析を行った。この結果、運動ニューロンと反回抑制回路を構成する抑制性ニューロンRenshaw 細胞が、運動出力の際に運動ニューロンへの興奮性入力の強さに比例した抑制性入力を受けていることを明らかにした。これにより運動出力の大きさに合わせて運動ニューロンへの反回抑制の強さがダイナミックに調節されていることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] The physiological roles of vesicular GABA transporter during embryonic development : a study using knockout mice. (2010)
  • 著者名/発表者名: Saito K, Kakizaki T, Hayashi R, Nishimaru H, Furukawa T, Nakazato Y, Takamori S, Ebihara S, Uematsu M, Mishina M, Miyazaki J, Yokoyama M, Konishi S, Inoue K, Fukuda A, Fukumoto M, Nakamura K, Obata K, Yanagawa Y.
  • 雑誌名: Molecular Brain 3 ページ: 40-40
  • NAID: 120004898442
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibitory synaptic modulation of renshaw cell activity in the lumbar spinal cord of neonatal mice. (2010)
  • 著者名/発表者名: Nishimaru H, Koganezawa T, Kakizaki M, Ebihara T, Yanagawa Y.
  • 雑誌名: J Neurophysiol. 103 ページ: 3437-3447
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibitory synaptic modulation of Renshaw cell activity in the lumbar spinal cord of neonatal mice. (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nishimaru, 他
  • 雑誌名: Journal of Neurophysiology 巻: 103 ページ: 3437-3447
  • 査読あり
• [雑誌論文] The role of inhibitory neurotransmission in locomotor circuits of the developing mammalian spinal cord. (2009)
  • 著者名/発表者名: Nishimaru H, Kakizaki M.
  • 雑誌名: Acta Physiol (Oxf). 197 ページ: 83-97
  • 査読あり
• [雑誌論文] The role of inhibitory neurotransmission in locomotor circuits of the developing mammalian spinal cord. (2009)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nishimaru, 他
  • 雑誌名: Acta Physiologica 197 ページ: 83-97
  • 査読あり
• [学会発表] Morphological characterization of GABAergic interneurons in the developing mouse lumbar ventral spinal cord" (2011)
  • 著者名/発表者名: Kakizaki M, Sakagami H, Yanagawa Y, Nishimaru H
  • 学会等名: 第88回日本生理学会大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Coordinated rhythmic motor activity in a single lumbar segment of the developing a-chimerin knockout mouse spinal cord" (2011)
  • 著者名/発表者名: Tani Y, Kakizaki M, Iwasato T, Itohara S, Nishimaru H
  • 学会等名: 第88回日本生理学会大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] Elucidating the organization and function of motor circuits in the mammalian spinal cord. (2011)
  • 著者名/発表者名: 西丸広史.
  • 学会等名: 第88回日本生理学会大会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] 遺伝子改変マウスを用いた哺乳類脊髄神経回路網の機能解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西丸広史
  • 学会等名: 定量生物学の会第三回年会
  • 発表場所: 東京(シンポジウム発表)
  • 年月日: 2010-11-28
• [学会発表] 遺伝子改変マウスを用いた哺乳類脊髄神経回路網の機能解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西丸広史
  • 学会等名: 定量生物学の会第三回年会
  • 発表場所: 東京都
  • 年月日: 2010-11-28
• [学会発表] Synaptic modulation of recurrent inhibition in the mouse spinal motor circuit. (2010)
  • 著者名/発表者名: 西丸広史
  • 学会等名: Leading Graduate Schools International Conference.
  • 発表場所: つくば(シンポジウム発表)
  • 年月日: 2010-11-01
• [学会発表] Characterization of locomotor-related GABAergic interneurons in the ventrolateral lumbar spinal cord in the developing mouse. (2010)
  • 著者名/発表者名: 西丸広史, 柿崎美代, 柳川右千夫.
  • 学会等名: 第33回神経科学会大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2010-09-04
• [学会発表] Characterization of locomotor related GABAergic interneuronsin the ventrolateral lumbar spinal cord in the developing mouse. (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nishimaru, 他
  • 学会等名: 第33回神経科学学会大会
  • 発表場所: 神戸市
  • 年月日: 2010-09-04
• [学会発表] マウス脊髄Renshaw細胞の脊髄運動神経回路網による制御様式 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西丸広史、小金澤禎史、柿崎美代、海老原逹彦、柳川右千夫
  • 学会等名: 包括脳・夏のワークショップ
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2010-07-28
• [学会発表] マウス腰髄Renshaw細胞の脊髄運動神経回路網による制御様式 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西丸広史, 他
  • 学会等名: 包括型脳科学研究推進支援ネットワーク2010年夏のワークショップ
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2010-07-28
• [学会発表] マウス脊髄反回抑制回路制御のシナプス基盤 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西丸広史
  • 学会等名: 平成22年度生理学研究所研究会「第4回Motor Contol研究会」
  • 発表場所: 岡崎(シンポジウム発表)
  • 年月日: 2010-05-29
• [学会発表] マウス脊髄反回抑制回路制御のシナプス基盤 (2010)
  • 著者名/発表者名: 西丸広史
  • 学会等名: 第4回Motor control研究会
  • 発表場所: 岡崎市
  • 年月日: 2010-05-29
• [学会発表] Inhibition of Renshaw cells during motor activity in neonatal mouse spinal cord. (2010)
  • 著者名/発表者名: 西丸広史, 柿崎美代, 柳川右千夫
  • 学会等名: 第87回日本生理学会大会
  • 発表場所: 盛岡
  • 年月日: 2010-05-21
• [学会発表] Inhibition of Renshaw cells during motor activity in neonatal mouse spinal cord (2010)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nishimaru, 他
  • 学会等名: 第87回日本生理学会大会
  • 発表場所: 盛岡市
  • 年月日: 2010-05-21
• [学会発表] Synaptic modulation of GABAergic interneurons by the locomotor CPG in the ventrolateral spinal cord of the neonatal mouse in vitro. (2009)
  • 著者名/発表者名: 西丸広史, 柿崎美代, 柳川右千夫
  • 学会等名: The Society for Neuroscience (Neuroscience 2009)
  • 発表場所: Chicago USA
  • 年月日: 2009-10-19
• [学会発表] Synaptic modulation of GABAergic interneurons by the locomotor CPG in the ventrolateral spinal cord of the neonatal mouse in vitro (2009)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Nishimaru, 他
  • 学会等名: The Society for Neuroscience(Neuroscience 2009)
  • 発表場所: シカゴ(アメリカ合衆国)
  • 年月日: 2009-10-18
• [学会発表] The role of NMDA receptors in recurrent inhibition of motoneurons in the neonatal mouse spinal cord. (2009)
  • 著者名/発表者名: 西丸広史, 柿崎美代, 柳川右千夫
  • 学会等名: The 36th International Congress of Physiological Sciences (IUPS2009)
  • 発表場所: Kyoto.
  • 年月日: 2009-07-31
• [学会発表] 遺伝子改変マウスを用いた運動制御の研究の展開 (2009)
  • 著者名/発表者名: 西丸広史
  • 学会等名: 平成21年度生理学研究所研究会「第3回Motor Contol研究会」
  • 発表場所: 岡崎(シンポジウム発表)
  • 年月日: 2009-05-29
• [学会発表] マウス新生児脊髄反回抑制回路におけるシナプス結合様式 (2008)
  • 著者名/発表者名: 西丸広史
  • 学会等名: 平成20年度生理学研究所研究会「新たなコンセプトでシナプス伝達機構を考える」
  • 発表場所: 岡崎(シンポジウム発表)
  • 年月日: 2008-09-19
• [図書] Encyclopedia of Neuroscience(Left-Right Coordination, Locomotion.) (2009)
  • 著者名/発表者名: Nishimaru H
  • 出版者: Springer
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://www.md.tsukuba.ac.jp/chs/ikagaku/nishimaru.html