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全脳透明化技術CUBICを用いた前庭破壊マウスの皮質活動解析

研究課題

研究課題/領域番号 20K18245
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分56050:耳鼻咽喉科学関連
研究機関新潟大学

研究代表者

甲斐 竜太  新潟大学, 医歯学総合研究科, 特任助教 (50870367)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023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)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード前庭代償 / 一側内耳破壊 / アルサニル酸 / Arc-dVenusマウス / CUBIC / 感覚再重み付け / 内側前頭前野 / 無顆粒島皮質 / 前庭破壊
研究開始時の研究の概要

半規管および耳石器からなる末梢前庭器官が検知した回転・直線加速度の情報が大脳皮質を含む高次の中枢神経系のいずれの領域で受容・処理され、視覚や体性感覚との統合、空間識の形成などの機能を担っているのか、また、前庭障害後の可塑性メカニズムである前庭代償との関連を明らかにすることを目的として、活動依存性遺伝子Arcの制御下に蛍光タンパク質dVenusを発現するトランスジェニックマウスであるArc-dVenusマウスをレポーターマウスに用い、脳組織全体を透明化することができる生体透明化技術の一つである、CUBIC法により、高空間分解能の三次元イメ―ジの解析を行う。

研究実績の概要

前庭代償と皮質活動がどのように関与するか調べることをテーマとして研究を行った。前庭障害後に前庭感覚から他感覚系へ依存度が変化し、姿勢の不安定性などが改善する感覚再重み付けのメカニズムについて検討した。内耳破壊方法としては、簡便な方法であるアルサニル酸の鼓室内投与を行った。一側内耳破壊後の前庭機能について、C57BL/6Jマウスを用い、頭部傾斜角度とロータロッド試験の2項目についてbehavior観察を行った。一側内耳破壊後の頭部傾斜は破壊後1日から対照群に比べ有意に大きくなり、10日後まで持続した。ロータロッド試験における落下潜時は破壊後1日から有意に短く、3日まで持続した。一側内耳破壊を施行したArc-dVenusマウスの脳をCUBIC法により全脳イメージ化した。皮質領域ごとにArcシグナル数を計測し、神経活動の指標として分析を行った。一側内耳破壊2日後に内側前頭前野、破壊7日後に内側前頭前野、無顆粒島皮質、一次体性感覚野、一次聴覚野において、対照群よりも有意にArcシグナル数が増加していた。一側前庭障害後の機能回復には、マウスにおいては体性感覚野の活性化が重要な役割を果たすと考えられた。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

研究成果について雑誌掲載され、学会で研究成果についての報告を行った。

今後の研究の推進方策

研究成果について学会発表等を行っていく。

報告書

(4件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Cerebrocortical activation following unilateral labyrinthectomy in mice characterized by whole-brain clearing: implications for sensory reweighting2022

    • 著者名/発表者名
      Kai Ryota、Takahashi Kuniyuki、Tainaka Kazuki、Iwakura Yuriko、Namba Hisaaki、Saito Nae、Sasaoka Toshikuni、Yamaguchi Shun、Nawa Hiroyuki、Horii Arata
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 15424-15424

    • DOI

      10.1038/s41598-022-19678-4

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 全脳透明化イメージングを用いた一側前庭破壊後のマウス脳皮質活動の検討2023

    • 著者名/発表者名
      甲斐 竜太、高橋 邦行、堀井 新
    • 学会等名
      第124回日本耳鼻咽喉科頭頸部外科学会 総会・学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書 2022 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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