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脳障害後の神経回路再編促進モデルによる回路シフトの解析

公募研究

研究領域行動適応を担う脳神経回路の機能シフト機構
研究課題/領域番号 17H05556
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 生物系
研究機関新潟大学

研究代表者

上野 将紀  新潟大学, 脳研究所, 教授 (40435631)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2018年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2017年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
キーワード脳脊髄障害 / 神経回路 / 再編 / 皮質脊髄路 / 軸索伸長 / 神経科学 / 脳神経疾患 / 脳障害
研究実績の概要

脳において神経の軸索の伸長や再生が起こりにくい大きな要因に、①軸索の周囲環境に存在する軸索伸長阻害因子(外的要因)、②軸索伸長をうながす神経細胞内シグナルの枯渇(内的要因)、の2つが示されている。本研究では、これらの外的、内的要因を取り除くことが可能な遺伝子改変マウスによって、障害後の運動回路の再編や機能の回復を促進することができるか検証することを目的とする。特に、大脳皮質と脊髄をつなぎ自発的あるいは巧緻的な運動に必要とされる皮質脊髄路をターゲットとする。本年度は、外的、内的要因を標的としたシングル、ダブル、トリプルノックアウトマウスにおいて、皮質脊髄路の再編が促されるかどうかを検証するため、脊髄損傷モデルを構築した。皮質脊髄路の軸索を順行性神経トレーサーでラベルし、損傷後の軸索の伸長や退縮の度合いを評価した。その結果、外的要因を阻害したマウスでは、損傷による切断後の軸索の退縮が顕著に抑制された。一方、内的要因を克服したマウスでは、損傷による切断後の軸索の伸長が顕著に増加した。こうした変化が、回路の再編を促進するかを明らかにするため、経シナプス逆行性ウイルストレーサーを用いて、神経回路の接続解析を行った。その結果、これらのダブルノックアウトマウスにおいて、筋と大脳皮質を結ぶ回路の再編が増えることが明らかとなった。本研究の結果から、外的、内的要因は、神経回路の再生を阻む異なる過程に関わっていることがわかった。さらにこれらの要因を阻害することで、神経回路の再編を促進することが可能であることが示された。本研究の成果は、脳脊髄の障害に対し、外的、内的要因双方を標的として、機能回復をもたらす治療法の開発に貢献すると期待される。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 4件、 招待講演 9件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] シンシナティ小児病院(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] シンシナティ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ソーク研究所(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] シンシナティ小児病院/シンシナティ大学/ソーク研究所(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Corticospinal circuits from the sensory and motor cortices differentially regulate skilled movements through distinct spinal interneurons.2018

    • 著者名/発表者名
      Ueno M, Nakamura Y, Li J, Gu Z, Niehaus J, Maezawa M, Crone SA, Goulding M, Baccei ML, Yoshida Y.
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 23 号: 5 ページ: 1286-1300

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2018.03.137

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] MARCKSL1 regulates spine formation in the amygdala and controls the hypothalamic-pituitary-adrenal axis and anxiety-like behaviors.2018

    • 著者名/発表者名
      Tanaka T, Shimizu S, Ueno M, Fujihara Y, Ikawa M, Miyata S.
    • 雑誌名

      EBioMedicine

      巻: 30 ページ: 62-73

    • DOI

      10.1016/j.ebiom.2018.03.018

    • NAID

      120006957428

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 脳・脊髄の障害による神経-免疫制御システムの破綻2018

    • 著者名/発表者名
      上野将紀
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 36 ページ: 370-376

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 特集 ミクログリアと精神・神経疾患 ミクログリアと脳発達2017

    • 著者名/発表者名
      上野将紀
    • 雑誌名

      BRAIN and NERVE

      巻: 69 号: 9 ページ: 985-997

    • DOI

      10.11477/mf.1416200858

    • ISSN
      1344-8129, 1881-6096
    • 年月日
      2017-09-01
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 障害による神経回路の再編と機能の回復2017

    • 著者名/発表者名
      上野将紀
    • 雑誌名

      領域融合レビュー

      巻: 6 ページ: e003

    • DOI

      10.7875/leading.author.6.e003

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Functional dissection of corticospinal circuit for skilled motor behavior.2019

    • 著者名/発表者名
      Ueno M, Ueno-Nakamura Y, Li J, Gu Z, Niehaus J, Maezawa M, Crone S, Goulding M, Baccei M, Yoshida Y.
    • 学会等名
      第9回 脳研究所国際シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Targeting extrinsic and intrinsic barriers to axon regeneration after spinal cord injury.2019

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Y, Ueno M, Niehaus, Zheng Y, Yoshida Y.
    • 学会等名
      第9回 脳研究所国際シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 脳卒中による運動回路の再編と機能の描出2019

    • 著者名/発表者名
      上野将紀
    • 学会等名
      第44回日本脳卒中学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Genetic and functional dissection of corticospinal circuit for skilled motor behavior.2018

    • 著者名/発表者名
      Ueno M, Ueno-Nakamura Y, Li J, Gu Z, Niehaus J, Maezawa M, Crone S, Goulding M, Baccei M, Yoshida Y.
    • 学会等名
      Neuroscience 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 脳脊髄障害後の神経回路の再編と機能2018

    • 著者名/発表者名
      上野将紀
    • 学会等名
      神戸大学大学院セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脊髄の障害による神経-免疫連関の破綻2018

    • 著者名/発表者名
      上野将紀
    • 学会等名
      第1回生体システム連関研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 巧みな動作を生み出す皮質脊髄路の多様な接続様式の形成2018

    • 著者名/発表者名
      上野将紀
    • 学会等名
      第91回日本生化学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脊髄の障害による神経回路の再編と免疫抑制2018

    • 著者名/発表者名
      上野将紀
    • 学会等名
      第83回日本インターフェロン・サイトカイン学会学術集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 巧緻運動を制御する皮質脊髄路の構成と動作原理.Genetic and functional dissection of corticospinal circuit for skilled motor behavior.2018

    • 著者名/発表者名
      Ueno M, Ueno-Nakamura Y, Li J, Gu Z, Niehaus J, Maezawa M, Crone S, Goulding M, Baccei M, Yoshida Y.
    • 学会等名
      第41回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 脊髄損傷後の転写因子によるSemaphorinの発現制御と軸索の再生阻害機序. Semaphorins and their transcriptional regulators limit axonal regeneration after spinal cord injury.2018

    • 著者名/発表者名
      中村由香、上野将紀、中川浩、Niehaus J、竹林浩秀、Lu QR、高田昌彦、吉田富.
    • 学会等名
      第41回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 脳脊髄の障害と再生2018

    • 著者名/発表者名
      上野将紀
    • 学会等名
      麻布大学大学院特別講義
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脊髄損傷による自律神経回路の再編と免疫抑制2018

    • 著者名/発表者名
      上野将紀
    • 学会等名
      第2回感覚免疫学研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 中枢神経の障害による神経回路の再編と機能の変容2018

    • 著者名/発表者名
      上野将紀
    • 学会等名
      金沢大学遺伝子改変動物分野サイエンスセミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Genetic and functional dissection of corticospinal circuit for skilled motor behavior2018

    • 著者名/発表者名
      Ueno M, Ueno-Nakamura Y, Li J, Gu Z, Niehaus J, Maezawa M, Crone S, Goulding M, Baccei M, Yoshida Y
    • 学会等名
      Keystone symposium 2016 State of the Brain: Genetic Dissection of Brain Circuits and Behavior in Health and Disease (A2)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Functional dissection of corticospinal circuit for skilled motor behavior2017

    • 著者名/発表者名
      Ueno M, Ueno-Nakamura Y, Li J, Gu Z, Niehaus J, Maezawa M, Crone S, Goulding M, Baccei M, Yoshida Y
    • 学会等名
      次世代脳プロジェクト 2017年度冬のシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 脳・脊髄の障害による神経回路の再編と機能回復2017

    • 著者名/発表者名
      上野将紀
    • 学会等名
      第2回 個体の中の細胞社会学セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 巧緻運動を担う皮質脊髄路の接続と動作原理2017

    • 著者名/発表者名
      上野将紀
    • 学会等名
      第18回 ORIGIN 神経科学研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Rewiring of sympathetic circuitry causes immune suppression following spinal cord injury2017

    • 著者名/発表者名
      Ueno M, Ueno-Nakamura Y, Niehaus J, Popovich PG, Yoshida Y
    • 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
  • [備考] 巧みな動作のもとになる,多様な神経回路を発見しました

    • URL

      http://www.bri.niigata-u.ac.jp/result/molepath/001012.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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