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感覚神経損傷による脳内身体表現の変容動態の可視化と制御

公募研究

研究領域脳内身体表現の変容機構の理解と制御
研究課題/領域番号 15H01667
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 複合領域
研究機関東京女子医科大学

研究代表者

宮田 麻理子  東京女子医科大学, 医学部, 教授 (70281631)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
2016年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2015年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
キーワード神経損傷 / 体性感覚 / 三叉神経 / 視床 / 大脳皮質
研究実績の概要

末梢神経損傷により脳内神経回路の改編が起きる。その際、異所性疼痛と呼ばれる症状が見られることが知られていたが、そのメカニズムはよく分かっていなかった。そこで我々は特定の神経集団が標識された遺伝子改変動物の利点を活かし、視床内求心性線維の改編が異所性疼痛に関与している可能性を示した(Takeuchi et al., eNeuro, 2017)。
さらに、大脳皮質レベルで神経回路改編の過程を観察するため、前年度に内因性シグナルを用いたin vivoイメージングシステムを立ち上げ、マウスのヒゲ感覚神経損傷により大脳皮質のdysgranular領域が活性化することも明らかにした。
本年度はこの領域が痛覚受容に関連した領域であることを証明するため、疼痛誘発物質であるカプサイシンをヒゲパッドに注射し、大脳皮質の当該領域が活性化するのかを神経活動の活性化マーカーであるc-Fosの発現により調べた。その結果、dysgranular領域の第4層でc-Fosの発現が上昇しており、dysgranular領域が痛覚受容に関与していることが明らかになった。
また、感覚入力の失われた経路の中枢側がどのように変化するのかを経時的に観察するため、三叉神経主知覚核とその求心性線維である内側毛帯線維にChR2を発現したマウスを作成し、in vivoにおいて内側毛帯線維を選択的に光刺激することで、末梢神経損傷時に大脳皮質においてヒゲ感覚領域がどのように変化・退縮するのかを観察した。従来は、ヒゲ感覚領域を損傷すると大脳皮質ヒゲ感覚領域(バレル皮質)の活動は低下し、領域が縮小すると考えられていた。しかし、実験結果では、ヒゲ感覚領域の退縮は観察されず、活動が維持されていることが分かった。これは腕を失った場合に、腕の感覚が存在し続ける「幻肢」のメカニズムに迫る知見であると考えられる。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Afferent fiber remodeling in the somatosensory thalamus of mice as a neural basis of somatotopic reorganization in the brain and ectopic mechanical hypersensitivity after peripheral sensory nerve injury2017

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Takeuchi,Hironobu Osaki,Yuki Yagasaki,Yoko Katayama,Mariko Miyata
    • 雑誌名

      eNeuro

      巻: 4 号: 2 ページ: ENEURO.0345-16.2017

    • DOI

      10.1523/eneuro.0345-16.2017

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Metabotropic Glutamate Receptor Subtype 1 Mediates Experience-Dependent Maintenance of Mature Synaptic Connectivity in the Visual Thalamus2016

    • 著者名/発表者名
      Madoka Narushima, Motokazu Uchigashima, Yuki Yagasaki, Takeshi Harada, Yasuyuki Nagumo, Naofumi Uesaka, Kouichi Hashimoto, Atsu Aiba, Masahiko Watanabe, Mariko Miyata and Masanobu Kano
    • 雑誌名

      Neuron

      巻: 91 号: 5 ページ: 1097

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2016.07.035

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effectively axonal-supercharged interpositional-jump graft with an artificial nerve-conduit for rat facial nerve paralysis model2015

    • 著者名/発表者名
      Niimi Y., Matsumine H., Takeuchi Y., Sasaki R, Watanabe Y., Yamato M., Miyata M., Sakurai H
    • 雑誌名

      Plast Reconstr Surg Glob Open

      巻: 3(6) 号: 6 ページ: e416-e416

    • DOI

      10.1097/gox.0000000000000397

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] The dysgranular area of somatosensory cortex represents nociceptive2017

    • 著者名/発表者名
      Osaki Hironobu, Ueta Yoshihumi, Miyata Mariko
    • 学会等名
      The 94th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • 発表場所
      アクトシティ浜松(静岡県浜松市)
    • 年月日
      2017-03-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Cortical activity regulates refinement of afferent lemniscal synapses in the somatosensory thalamus2017

    • 著者名/発表者名
      Narushima Madoka, Miyata Mariko
    • 学会等名
      The 94th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • 発表場所
      アクトシティ浜松(静岡県浜松市)
    • 年月日
      2017-03-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Regulation of MeCP2 protein expression in the mouse dLGN during development2017

    • 著者名/発表者名
      YAGASAKI Yuki, Miyata Mariko
    • 学会等名
      The 94th Annual Meeting of the Physiological Society of Japan
    • 発表場所
      アクトシティ浜松(静岡県浜松市)
    • 年月日
      2017-03-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Dorsage-dependent GABAergic circuit assembly by FoxG1, a gene associated with ASD2017

    • 著者名/発表者名
      Goichi, MIYOSHI, Yoshihumi Ueta, Hironobu Osaki,Mai Tanaka,Carina Hanashima,Gord Fishell,Miyata Mariko
    • 学会等名
      The 10th Annual Meeting for Japanese Developmental Neuroscientists
    • 発表場所
      秋保リゾートホテルクレセント(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2017-03-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 感覚神経損傷による大脳皮質身体表現の変容動態の可視化と制御2017

    • 著者名/発表者名
      尾崎弘展, 宮田麻理子
    • 学会等名
      新学術領域研究「身体性システム領域」第4回全体会議
    • 発表場所
      霧島国際ホテル(鹿児島県霧島市)
    • 年月日
      2017-02-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 痛覚の脳内身体表現の可視化2017

    • 著者名/発表者名
      尾崎弘展, 福井敦, 植田禎史, 宮田麻理子
    • 学会等名
      新学術領域研究「身体性システム領域」第4回全体会議
    • 発表場所
      霧島国際ホテル(鹿児島県霧島市)
    • 年月日
      2017-02-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 一次運動野脳梗塞による一次体性感覚野の受容野および活動性変化について2017

    • 著者名/発表者名
      福井敦, 尾崎弘展, 植田禎史, 村垣善浩, 川俣貴一, 宮田麻理子
    • 学会等名
      新学術領域研究「身体性システム領域」第4回全体会議
    • 発表場所
      霧島国際ホテル(鹿児島県霧島市)
    • 年月日
      2017-02-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 発達期および神経損傷によって生じる体性感覚経路のシナプス改編におけるミクログリア活性の役割2017

    • 著者名/発表者名
      宮田麻理子, 植田禎史, 矢ヶ崎有希, 片山洋子, 尾崎弘展
    • 学会等名
      新学術領域研究「グリアアセンブリによる脳機能発現の制御と病態」第4回成果報告会
    • 発表場所
      九州大学(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2017-01-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] The activation of paralemniscal pathway following the whisker sensory nerve injury2016

    • 著者名/発表者名
      Hironobu Osaki, Yoshifumi Ueta, Miyata Mariko
    • 学会等名
      The 39th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-07-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Assembly of neocortical circuitry by FoxG1, a gene associated with neurocognitive disorders2016

    • 著者名/発表者名
      Goichi Miyoshi,Yoshifumi Ueta,Hironobu Osaki,Yuki Yagasaki,Carina Hanashima,Gord Fishell,Mariko Miyata
    • 学会等名
      The 39th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-07-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Cortical activity regulates refinement of afferent lemniscal synapses in the somatosensory thalamus.2016

    • 著者名/発表者名
      Madoka Narushima, Miyata Mariko
    • 学会等名
      The 39th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-07-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 神経損傷によって誘導される上位中枢神経回路の改編におけるミクログリアの制御機構2016

    • 著者名/発表者名
      宮田麻理子
    • 学会等名
      新学術領域研究「グリアセンブリによる脳機能発現の制御と病態」第3回夏のワークショップ
    • 発表場所
      山形国際ホテル(山形県山形市)
    • 年月日
      2016-07-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Role of microglial function in neural remodeling of somatosensory circuits following peripheral nerve injury2016

    • 著者名/発表者名
      植田禎史, 尾崎弘展, 矢ヶ崎有希, 片山洋子, 宮田麻理子
    • 学会等名
      新学術領域研究「グリアアセンブリによる脳機能発現の制御と病態」 第3回夏のワークショップ
    • 発表場所
      蔵王アストリアホテル(山形県山形市)
    • 年月日
      2016-07-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Type I metabotropic glutamate receptor is crucial for visual experience-dependent maintenance of mature connectivity of retinogeniculate synapses2016

    • 著者名/発表者名
      Madoka Narushima, Motokazu Uchigashima, Yuki Yagasaki, Takeshi Harada, Yasuyuki Nagumo, Naofumi Uesaka, Kouichi Hashimoto, Atsu Aiba, Masahiko Watanabe, Mariko Miyata, Masanobu Kano
    • 学会等名
      10th FENS Forum of Neuroscience 2016
    • 発表場所
      Bella Center(Denmark,Copenhagen)
    • 年月日
      2016-07-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Type I metabotropic glutamate receptor as a crucial molecule for visual experience-dependent maintenance of matured connectivity of retinogeniculate synapses2016

    • 著者名/発表者名
      Miyata Mariko, Madoka Narushima, YAGASAKI Yuki,Yasuyuki Nagumo
    • 学会等名
      US-Japan Brain research cooperative program:CUrrent Trends and Future Directions of Synaptic Plasticity Research
    • 発表場所
      SMC Center(USU,Baltimore)
    • 年月日
      2016-06-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 神経損傷によって誘発される異所痛の神経基盤2016

    • 著者名/発表者名
      宮田麻理子
    • 学会等名
      第34回山梨神経科学研究会
    • 発表場所
      アーバンヴィラ古名屋ホテル(山梨県甲府市)
    • 年月日
      2016-06-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Enhanced activity of specific pathway following the whisker sensory nerve injury2016

    • 著者名/発表者名
      Osaki Hironobu, Ueta Yoshifumi, Miyata Mariko
    • 学会等名
      1st International Symposium on Embodied-Brain Systems Science
    • 発表場所
      伊藤国際学術研究センター(東京都、文京区)
    • 年月日
      2016-05-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 神経損傷による視床上行性線維の体部位情報再構築2016

    • 著者名/発表者名
      MiyataMariko, TakeuchiYuichi, OsakiHironobu
    • 学会等名
      第93回日本生理学会大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-03-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] In vivo imaging of cortical map remodeling in a mouse model for peripheral nerve injury2016

    • 著者名/発表者名
      尾崎 弘展, 植田 禎史, 宮田 麻理子
    • 学会等名
      第93回日本生理学会大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • 年月日
      2016-03-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Remodeling of somatosensory thalamic neural circuit and allodynia-like mechanical hypersensitivity2015

    • 著者名/発表者名
      Nagumo Yasuyuki, Takeuchi Yuichi, Miyata Mariko
    • 学会等名
      The 38th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-07-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Large-scale somatotopic reorganization associated with afferent fiber rewiring in the whisker sensory thalamus2015

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi Yuichi, Nagumo Yasuyuki, Osaki Hironobu, Katayama Yoko, Miyata Mariko
    • 学会等名
      The 38th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-07-30
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Large-scale somatotopic refinement via experience-dependent synapse elimination in the whisker sensory thalamus2015

    • 著者名/発表者名
      Mariko Miyata, Yuichi Takeuchi, Yoko Katayama
    • 学会等名
      The 38th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-07-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] Clinical Neuroscience vol.35(17年) 2月号ーwhat's New,一次体性感覚野の変容過程2017

    • 著者名/発表者名
      尾崎弘展, 宮田麻里子
    • 総ページ数
      248
    • 出版者
      中外医学社
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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