| 研究課題/領域番号 |
21K06386
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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 | 公益財団法人東京都医学総合研究所 |
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研究代表者 |
酒井 誠一郎 公益財団法人東京都医学総合研究所, 脳・神経科学研究分野, 研究員 (40709747)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (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)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 脳梗塞 / 大脳新皮質 / 神経回路 / カルシウムイメージング / RNA-Seq / 脳卒中 / 神経修復 / 次世代シークエンス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
脳卒中からの機能回復には失われた神経機能を代償する新たな神経回路の再構築が重要であると考えられているが、神経回路が再構築されるメカニズムはよくわかっていない。そこで本研究では、マウスの脳梗塞後に大脳新皮質の神経回路が再構築される分子・神経メカニズムの解明を目指す。神経回路再構築のメカニズムを解明することができれば、神経回路の再構築を促進させ脳卒中後の機能回復を向上させる新たな治療法の開発に繋がる。脳梗塞後の遺伝子発現を解析することで神経回路の再構築に重要な遺伝子を明らかにし、神経回路再構築における遺伝子の役割を神経回路の形態解析や神経活動の解析により調べる。
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| 研究実績の概要 |
脳梗塞後の機能回復には、失われた機能を代償する神経回路の構築が重要であるとされているが、その詳細は未解明である。本研究では、大脳皮質の脳梗塞モデルマウスを用いて、脳梗塞後に構築される代償性神経回路の再構築メカニズムを研究している。
昨年度行った広域カルシウムイメージングによる機能的結合の解析において、脳梗塞巣周囲の機能的結合が脳梗塞後に強化されていた。そこで、この神経結合が脳梗塞後の機能回復に寄与するのか検証実験を行った。脳梗塞巣周囲の神経結合をDREADDを用いて特異的に活動抑制すると感覚運動機能が低下したことから、この神経結合が感覚運動機能の回復に重要であることが示された。また、急性スライス標本を用いたパッチクランプ記録によりシナプス伝達の強度を解析した結果、脳梗塞巣周囲のシナプス結合が実際に強化されていた。
脳梗塞後の神経回路再構築の分子メカニズムを明らかにするため、単離した神経細胞のRNA-SeqおよびシングルセルRNA-Seqによる遺伝子発現解析、ATAC-Seqによるオープンクロマチン領域の解析を行った。カルシウムイメージングで機能的結合強化の見られた脳領域では、脳梗塞後の神経修復に関わる遺伝子群の発現増加が見られた。また、それら遺伝子の転写調節領域にはいくつかの転写因子結合モチーフが濃縮していた。それら転写因子のうちのひとつをノックアウトしたマウスでは脳梗塞後の機能回復が阻害されていたことから、この転写因子が神経回路再構築を誘導していることが示唆される。
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| 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
脳梗塞後の機能回復に重要な神経回路を特定することに成功し、神経回路再構築の分子メカニズムを解明するための次世代シークエンス解析の実験も順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
転写因子ノックアウトマウスの生理学実験、行動実験、および次世代シークエンスによる遺伝子発現解析を行い、神経回路再構築を誘導する分子メカニズムを明らかにする。
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