研究課題
基盤研究(C)
本研究は、中枢神経損傷後における脊髄介在ニューロンの神経可塑性変化に伴う神経ネットワーク再編が機能回復に及ぼす影響について、ウイルスベクター技術と解剖学・生理学・行動学的解析を用いて明らかにし、その分子メカニズムを解明することを目的とする。そして中枢神経損傷後の運動機能回復の神経基盤の確立につなげるととともに新たな治療法の開発に繋げたい。
本研究では、ウイルスベクターを利用した神経ネットワーク解析や解剖学・生理学・行動学的解析を駆使して、中枢神経損傷後の脊髄介在ニューロン(脊髄INs)の神経可塑性変化による機能回復機構を明らかにする。これまでの研究成果において、胸髄に位置しかつ腰髄に神経軸索を投射している神経細胞集団には興奮性および抑制性神経細胞の両者が含まれることを明らかにしている。またこれら細胞集団の神経投射パターンを明らかにしている。本年度においては、これら細胞集団がそれぞれ同側もしくは対側の一方向のみに神経投射しているのかを確かめるために、逆行性神経トレーサー等を駆使して解析を行った。その結果、これら細胞集団は同側もしくは対側の腰髄のいずれかにしか神経投射を行っていないことが明らかになった。次に異なる細胞集団ごとの機能解析を行うため、それぞれ投射パターンが異なる細胞集団に対して神経回路特異的に神経細胞死を誘導した後、行動学的解析を行った。その結果、同側に神経投射している細胞集団の神経細胞死を誘導した時のみ行動変化がみられた。また、全ての行動解析を行った後、神経回路特異的に細胞死を誘導できたか否かを確かめるために、逆行性トレーサーを片側腰髄領域に注入して、胸髄領域での細胞の有無を確認した。その結果、コントロール群に比べて有意に細胞死を誘導することができていることが確認できた。これらの結果は、胸髄に位置しかつ腰髄に神経投射をしている細胞集団においては、同側に神経投射している細胞集団のみ機能的な神経回路を形成している可能性を示唆するものである。
2: おおむね順調に進展している
現在まで、胸髄に位置しかつ腰髄に神経軸索を投射している脊髄介在ニューロンにおいて、細胞集団ごとの神経投射パターンを詳細にすることができた。さらにそれら神経投射パターンが異なる細胞集団ごとの機能を詳細に解析することができた。
細胞集団ごとの機能解析を行った結果、同側腰髄に神経投射している細胞集団のみに行動異常が観察された。今後は、電気生理学的な解析により神経回路の機能評価を行っていく予定である。
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すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (1件) 備考 (1件)
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