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周産期の運動機能発達における抑制性神経伝達物質グリシンの役割

研究課題

研究課題/領域番号 23K07271
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分52050:胎児医学および小児成育学関連
研究機関琉球大学

研究代表者

清水 千草  琉球大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (70435072)

研究分担者 荒田 晶子  兵庫医科大学, 医学部, 准教授 (00266082)
岡部 明仁  西南女学院大学, 保健福祉学部, 教授 (10313941)
研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2026-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードグリシン / トランスポーター / 脊髄 / グリシントランスポーター / アストロサイト
研究開始時の研究の概要

胎児は出生前から粗大な胎動を行うが、出生後に寝返りや歩行、手で道具を使うなどの微細運動を成長とともに獲得する。その鍵となるのが抑制性神経伝達物質グリシンである。なぜならば、グリシンの神経終末からの放出や抑制性に働くための分子などの遺伝子欠損マウスは、運動障害により生後早くに死亡するからである。本研究では、グリシンが、周産期に見られる著しい運動機能発達にどのような役割を果たすのかを明らかにすることを研究目的とし、形態的及び電気生理学的手法を用いたアプローチを用いて解析を行う。

研究実績の概要

胎児は、出生前から粗大な胎動を行うが、出生後に寝返りや歩行、手で道具を使うなどの微細運動を成長とともに獲得する。その鍵となるのが抑制性神経伝達物質グリシンである。なぜならば、グリシン放出に必須であるグリシントランスポーター(GlyT)2、抑制性応答に必要なK+-Cl-共輸送体2(KCC2)、アストロサイトへのグリシンの取り込みに必要なGlyT1のいずれの欠損マウスも運動障害により生後早くに死亡するからである。さらに、グリシンはNMDA受容体に結合し、グルタミン酸の興奮作用を増強する。しかし、グリシンが、運動機能発達にどのような役割を果たすのか未だ不明な点が多い。そこで本研究では、運動情報の出力を担う脊髄前角に着目し、発達に伴い、グリシン神経回路がどのように変化するのかを明らかにし、周産期の運動機能発達とグリシンの関連を解明することを研究目的とした。
グリシン神経伝達に関わる分子の発達変化を免疫組織化学法を用いて検討を行った。その結果、GlyT2をマーカーとして解析したグリシン作動性神経が脊髄前角で形成される以前に、アストロサイトにGlyT1が発現することがわかった。さらに、出生直後の前肢付き脊髄脳幹摘出標本を用いた生理学的手法により、胎動性活動に対しグリシンやGABAの抑制性伝達物質が重要なファクターとなりうることを明らかとした。これらのことから、胎児期の運動機能の発達には、グリシンが重要な役割を果たすことが明らかとなった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

グリシントランスポーターの免疫組織化学法については概ね終了し、論文執筆へと進めている。第129回日本解剖学会総会・全国学術集会の実行委員長を務めることとなり、研究時間が予想よりも少なくなったため、スライスを用いた研究を十分に進めることができなかったため。

今後の研究の推進方策

研究のさらなる推進のため、1名研究分担者を増員した。3名の研究分担者と密接に連絡をとりつつ、周産期における運動発達のためのグリシンの役割について研究を行う。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2024 2023

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 (8件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] TRPA1 as a O2 sensor detects microenvironmental hypoxia in the mice anterior cingulate cortex2023

    • 著者名/発表者名
      Kawabata R, Shimoyama S, Ueno S et al.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 号: 1 ページ: 2960-71

    • DOI

      10.1038/s41598-023-29140-8

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Role of TRPA1 on respiratory network in the isolated brainstem-spinal cord preparation from neonatal rat2024

    • 著者名/発表者名
      Naoko Masutani, Ryo Kawabata, Yuki Kosaka, Kohei Koga, Akiko Arata
    • 学会等名
      第101回日本生理学会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of infection-inducing substance Poly(I:C) on body movement in the spinal cord preparations2024

    • 著者名/発表者名
      Yuki Kosaka, Chiaki Uchida-Nishiyama, Naoko Masutani, Hirotaka Ooka, Seiichi Morokuma, Akiko Arata
    • 学会等名
      第101回日本生理学会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] K+-Cl-共輸送体2(KCC2)の発現低下によるGABA/グリシンの興奮性と、 脛骨神経損傷後の再生 との関係2024

    • 著者名/発表者名
      安藤 博之、清水 千草、屋冨祖 司、小坂 祥範、高山 千利
    • 学会等名
      第129回日本解剖学会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Physiological approach to elucidate the behavioral basis. -Toward the next 100 years of physiology-2024

    • 著者名/発表者名
      高橋阿貴、荒田晶子(オーガナイザー)
    • 学会等名
      第101回日本生理学会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 新生児ラットから分離された脳幹脊髄標本の橋におけるTRPA1の役割2023

    • 著者名/発表者名
      桝谷 直子、辻村 拓也、川端 遼、髙坂 侑希、古賀 浩平、荒田 晶子
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] 神経活動および行動分析から見た周産期における体動性活動に対するPoly (I:C)の効果2023

    • 著者名/発表者名
      髙坂 侑希、竹村 香凜、中濱 綺杏、桝谷 直子、佐久間 大介、吉田 早希、玉木 彰、中原 一成、諸隈 誠一、荒田 晶子
    • 学会等名
      第46回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Role of TRPV1 and TRPA1 on the pons of isolated brainstem-spinal cord preparation from neonatal rat2023

    • 著者名/発表者名
      N. MASUTANI, R. KAWABATA, Y. KOSAKA, J. NAKAI, K. KOGA, A. ARATA
    • 学会等名
      The Annual meeting of Society for Neuroscience, Neuroscience2023; Washington DC
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Poly(I:C) on perinatal body movements view from neural activity and behavioral analysis2023

    • 著者名/発表者名
      Y. KOSAKA, N. MASUTANI, C. SHIMIZU-OKABE, K. NAKAHARA, S. MOROKUMA, A. ARATA
    • 学会等名
      The Annual meeting of Society for Neuroscience, Neuroscience2023; Washington DC
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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