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腹側被蓋核の振動現象を大脳皮質-大脳基底核-視床の運動性回路との関係から探る

公募研究

研究領域非線形発振現象を基盤としたヒューマンネイチャーの理解
研究課題/領域番号 16H01622
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
研究機関同志社大学

研究代表者

苅部 冬紀  同志社大学, 研究開発推進機構, 准教授 (60312279)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2017年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2016年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード脚橋被蓋核 / 大脳皮質 / ドーパミン / 光遺伝学 / 淡蒼球外節 / 大脳基底核 / 被蓋核 / 脚橋被葢核 / 黒質緻密部 / 抗体染色 / ホールセル記録 / 神経科学 / 解剖学 / 腹側被蓋野
研究実績の概要

脚橋被蓋核は大脳皮質‐大脳基底核回路と脳幹・脊髄を結ぶ中継核であり、機能的には大脳基底核の一部とも考えられている。歩行などの自律的な運動のリズム(振動現象)を生成する機能を持ち、近年この部位への深部脳刺激によるパーキンソン病運動症状の改善が見られることも報告されている。したがって、脚橋被蓋核の振動現象がどのように調整されているかを明らかにすることは臨床的にも重要である。本研究では脚橋被蓋核の入力および出力を明らかにし、同時に脚橋被蓋核細胞の振動現象と皮質および他の領域からの入力によるその制御を明らかにすることを目的とした。
本年度は、ドーパミン細胞特異的にCreタンパクを発現する遺伝子改変マウスと逆行性ウイルスベクタを用いて、脚橋被蓋核へ黒質緻密部ドーパミン細胞からの入力があることを明らかにした。これらのドーパミン細胞は黒質緻密部の腹側部に偏在する傾向が見られた。また、パルブアルブミン(PV)細胞特異的なCre系統を用いて、淡蒼球外節PV細胞から抑制性入力が黒質緻密部では腹側部に限局していることを明らかにした。さらに、淡蒼球外節へ大脳皮質運動野から直接投射があることを見出した。以上の結果は、大脳皮質‐(一部線条体も介して)‐淡蒼球外節‐黒質緻密部‐脚橋被蓋核の神経回路による脚橋被蓋核細胞の活動制御機構があることを示唆している。
また、光遺伝学法により脚橋被蓋核細胞の振動現象への大脳皮質運動野興奮性投射の影響を観察したところ、脚橋被蓋核では周波数1-2Hzのゆっくりとした周期の振動の上に、周波数20~40Hzの早い振動が重なっていること、並びに、皮質入力はこれらの振動へ大きな影響を与えないことを見出した。
これらの結果から、脚橋被蓋核の振動現象は、皮質からの直接入力よりも、複数のシナプスを介した経路による調節を受けている可能性があると考えられる。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Using a novel PV-Cre rat model to characterize pallidonigral cells and their terminations.2016

    • 著者名/発表者名
      Oh Y-M, Karube F, Takahashi S, Kobayashi K, Takada M, Uchigashima M, Watanabe M, Nishizawa K, Kobayashi K, *Fujiyama F
    • 雑誌名

      Brain Struct Funct

      巻: 印刷中 号: 5 ページ: 2359-2378

    • DOI

      10.1007/s00429-016-1346-2

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 視床・大脳皮質運動野の線条体パルブアルブミン発現介在ニューロンへの投射2017

    • 著者名/発表者名
      中野 泰岳、苅部 冬紀、藤山 文乃
    • 学会等名
      第122回 日本解剖学会全国学術集会
    • 発表場所
      長崎大学(長崎県長崎市)
    • 年月日
      2017-03-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Using a novel PV-Cre rat model to characterize pallidonigral cells and their terminations2017

    • 著者名/発表者名
      呉 胤美、苅部 冬紀、高橋 晋、小林 憲太、高田 昌彦、小林、和人、藤山 文乃
    • 学会等名
      第122回 日本解剖学会全国学術集会
    • 発表場所
      長崎大学(長崎県長崎市)
    • 年月日
      2017-03-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] PV-Creラットモデルを用いた淡蒼球外節細胞の黒質ドーパミン細胞への抑制性入力の解明2017

    • 著者名/発表者名
      呉 胤美, 苅部 冬紀, 高橋 晋, 小林 憲太, 小林 和人, 藤山 文乃
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] げっ歯類における皮質―淡蒼球経路:形態学的・電気生理学的同定。2017

    • 著者名/発表者名
      苅部 冬紀, 高橋 晋、藤山 文乃
    • 学会等名
      第40回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Morphological and electrophysiological evaluation of cortico-pallidal pathway in rodent.2017

    • 著者名/発表者名
      Karube F., Takahashi S., Fujiyama F.
    • 学会等名
      XXIII World Congress of Neurology 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Direct cortical innervation modulates excitability of globus pallidal neurons in rodents.2017

    • 著者名/発表者名
      Karube F, Fujiyama F.
    • 学会等名
      第123回日本解剖学会全国学術集会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] マウス淡蒼球外節におけるNeurokinin-1受容体陽性細胞の形態学的・電気生理学的性質を解明する2016

    • 著者名/発表者名
      水谷 和子、苅部 冬紀、高橋 晋、藤山 文乃
    • 学会等名
      第39回 日本神経科学学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • 年月日
      2016-07-21
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] パーキンソン病モデルマウスの一次運動野における光遺伝学を活用した神経細胞活動の操作2016

    • 著者名/発表者名
      高橋 晋、小林 憲太、苅部 冬紀、藤山 文乃
    • 学会等名
      第39回 日本神経科学学会
    • 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] 淡蒼球外節から黒質緻密部ドーパミンニューロンへの抑制性入力を解明する2016

    • 著者名/発表者名
      呉 胤美、苅部 冬紀、高橋 晋、小林 憲太、高田 昌彦、小林 和人、 藤山 文乃
    • 学会等名
      第39回 日本神経科学学会
    • 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
  • [備考] 同志社大学脳科学研究科ホームページ

    • URL

      http://brainscience.doshisha.ac.jp/news/2017/0206/news-detail-93.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-26   更新日: 2019-12-27  

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