| 研究課題/領域番号 |
20K06876
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分46010:神経科学一般関連
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| 研究機関 | 熊本大学 |
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研究代表者 |
水野 秀信 熊本大学, 国際先端医学研究機構, 特任准教授 (00567159)
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| 研究分担者 |
玉川 直 (中川直 / 中川 直) 鹿児島大学, 医歯学域医学系, 助教 (20611065)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 2光子イメージング / カルシウムイメージング / 大脳皮質 / 樹状突起ダイナミクス / 同期活動 / NMDA型グルタミン酸受容体 / RasGAP / 光遺伝学 / 生体イメージング / 2光子顕微鏡 / 単一細胞標識 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
古くより発達期の神経活動が脳神経回路形成に関わることが示されてきた。しかし、これらは主に固定下または培養下の実験で得られた知見であった。そのため生体内で起こる神経回路形成において、神経活動がどの過程にどのような分子細胞メカニズムで関わるかは不明であった。本研究は我々ヒトの脳神経回路形成過程を理解することに繋がる。
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| 研究成果の概要 |
新生仔期大脳皮質体性感覚野第4層ではパッチワーク状の自発的同期活動（パッチワーク活動）が認められる。本研究の目的はパッチワーク活動がどのように神経回路形成に関与するか解明することである。研究では第4層神経細胞の樹状突起形成に関わるNMDA型グルタミン酸受容体に焦点を当てた。
実験では第4層の疎らな細胞においてNMDA受容体をノックアウトし、生後6日齢マウスの生体カルシウムイメージングを行った。その結果、NMDA受容体ノックアウト細胞では同期レベルが低下することを見出した。すなわちNMDA受容体がパッチワーク活動の制御に作用することを示唆するものである。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ヒトの大脳が司る認知や思考等の高次脳機能は社会的な生活を営む上で重要であり、その機能不全は認知症や発達障害といった脳疾患に代表されるように、日常生活に支障をきたす。これらの機能獲得には大脳皮質神経回路の形成が前提となるが、新生仔の発達期における神経回路形成の詳細な機構は多くが未解明である。
大脳皮質の体性感覚野ではパッチワーク状の自発的同期活動が観測され、回路形成に関わる事が示唆されており、本研究ではこのパッチワーク活動の制御にNMDA受容体が関わるという結果を導き出した。したがってNMDA受容体が神経回路形成に与える作用、ひいては分子機序の研究が今後さらに進むと考えられる。
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