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随意運動神経回路の機能シフト

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 17H05571
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
研究機関大阪大学

研究代表者

山下 俊英  大阪大学, 医学系研究科, 教授 (10301269)

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
18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円)
2018年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円)
2017年度: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
キーワード神経科学 / 神経回路 / 神経病態 / 脳神経疾患 / 脳・神経
研究実績の概要

本研究では、中枢随意運動回路の可塑性を制御する機構を明らかにすることを目的とする。我々はこれまでの研究で、中枢神経損傷後に、運動機能を制御する皮質脊髄路が、損傷を免れた軸索から頚髄のレベルで側枝を形成し、interneuronsに新たな回路を形成することを明らかにした。さらに運動神経回路の再編成現象を明確に評価するin vivoのシステムを確立し、神経回路の可塑性制御に関わる分子を同定した。以上の研究から、皮質脊髄路がどのように末梢神経に至る経路を形成できるのかという疑問に一部答えることができた。そこで本研究では、脳障害後の神経回路修復モデルを用いて、随意運動神経回路の可塑性を制御するメカニズムの解明を行っている。皮質脊髄路の上位および下位を包括して、随意運動システムがどのように可塑的変化を遂げるかという課題に対して、統合的にアプローチする。またリハビリテーションが可塑性に与える影響及びその分子機構を明らかにする。具体的にはこれまでに構築したモデルにより、皮質脊髄路の軸索枝が頚髄で、対側に伸長し、目的の介在ニューロンとシナプスを形成し、その後に不要な軸索枝が刈り込みを受けるという3つの可塑性プロセスに分けて、各メカニズムを解析した。特に軸索枝の刈り込みに関わる分子として、neuropilin-1を同定することができた。neuropilin-1の発現を抑制すると、軸索枝の刈り込みが消失するとともに、運動機能の回復が遅延した(Cell Death Dis., 2019)。この実験結果は、軸索枝の刈り込みが運動機能の回復に寄与することを示すとともに、その分子メカニズムを明らかにするものである。In vivoにおいて随意運動回路を制御する分子機構を明らかにすることで、成体における神経回路再編成のメカニズムを解明するという到達目標を達成した。

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

    (15件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 4件、 招待講演 9件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Neuropilin-1-mediated pruning of corticospinal tract fibers is required for motor recovery after spinal cord injury2019

    • 著者名/発表者名
      Nakanishi Toru、Fujita Yuki、Yamashita Toshihide
    • 雑誌名

      Cell Death & Disease

      巻: 10 号: 2 ページ: 67-67

    • DOI

      10.1038/s41419-019-1338-2

    • 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] Class I histone deacetylase (HDAC) inhibitor CI-994 promotes functional recovery following spinal cord injury2018

    • 著者名/発表者名
      Zhang Suxiang、Fujita Yuki、Matsuzaki Rieko、Yamashita Toshihide
    • 雑誌名

      Cell Death & Disease

      巻: 9 号: 5 ページ: 460-460

    • DOI

      10.1038/s41419-018-0543-8

    • 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] Developmental abnormality contributes to cortex-dependent motor impairments and higher intracortical current requirement in the reeler homozygous mutants2018

    • 著者名/発表者名
      Nishibe Mariko、Katsuyama Yu、Yamashita Toshihide
    • 雑誌名

      Brain Structure and Function

      巻: 印刷中 号: 6 ページ: 2575-2587

    • DOI

      10.1007/s00429-018-1647-8

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] B-1a lymphocytes promote oligodendrogenesis during brain development.2018

    • 著者名/発表者名
      Tanabe, S., Yamashita, T.
    • 雑誌名

      Nat. Neurosci.

      巻: 21 号: 4 ページ: 506-516

    • DOI

      10.1038/s41593-018-0106-4

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 中枢神経回路の修復のメカニズムと治療法の確立2018

    • 著者名/発表者名
      山下俊英
    • 学会等名
      Resarch PlaNet 2018 基調講演
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Development of therapeutic strategies to repair neuronal network after injuries in the central nervous system2018

    • 著者名/発表者名
      山下俊英
    • 学会等名
      第41回日本神経科学大会 シンポジウム講演
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 中枢神経回路の障害と修復を制御するメカニズム2018

    • 著者名/発表者名
      山下俊英
    • 学会等名
      第61回日本神経化学会大会・第40回日本生物学的精神医学会 教育講演
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 中枢神経回路の障害と修復を制御するメカニズム2018

    • 著者名/発表者名
      山下俊英
    • 学会等名
      第42回日本脳神経外傷学会 特別講演
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The spatiotemporal dynamics in the biological systems regulate the neuronal network in the central nervous system.2018

    • 著者名/発表者名
      山下俊英
    • 学会等名
      5th IBRO-ARC Neuroscience School
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The spatiotemporal dynamics in the biological systems regulate the neuronal network in the central nervous system.2018

    • 著者名/発表者名
      山下俊英
    • 学会等名
      Istanbul Techinical University Molecular Biology and Genetics International Student Congress ‘18
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Biological mechanisms of neural rewiring regulation in the central nervous system2017

    • 著者名/発表者名
      山下俊英
    • 学会等名
      Basic Research Forum
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 中枢神経回路の修復のメカニズムと細胞外環境2017

    • 著者名/発表者名
      山下俊英
    • 学会等名
      第58回日本組織細胞化学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Repair of neural network and motor recovery after injuries in the central nervous system.2017

    • 著者名/発表者名
      山下俊英
    • 学会等名
      Behavioral adaptation and functional recovery from pathological states
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Challenges for finding a cure for patients with the CNS injuries.2017

    • 著者名/発表者名
      山下俊英
    • 学会等名
      2nd IBRO-ARC-ISN School, Neurogenetics from Animal Models to Precision Medicine
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 大阪大学大学院医学系研究科分子神経科学

    • URL

      http://www.med.osaka-u.ac.jp/pub/molneu/index.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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