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大脳基底核変性疾患におけるシグナル伝達異常、回路変動と不随意運動の因果関係

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 17H05590
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
研究機関生理学研究所

研究代表者

佐野 裕美  生理学研究所, システム脳科学研究領域, 助教 (00363755)

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)
キーワードパーキンソン病 / 線条体 / 大脳基底核 / 随意運動 / 光遺伝学 / 神経科学 / 脳・神経 / 脳神経疾患 / 生理学 / ジスキネジア / 不随意運動
研究実績の概要

パーキンソン病は黒質のドパミン作動性ニューロンの脱落に起因する神経変性疾患で、重度な運動障害を示す。治療にはドパミンを補うように前駆体であるL-DOPAを投与することが有効であるが、長期間のL-DOPAの服用はジスキネジアと呼ばれる不随意運動を誘発してしまう。これまでの実験でマウスの線条体投射ニューロンを光遺伝学を用いて興奮誘導すると、パーキンソン病モデルマウスにおけるL-DOPA誘発性ジスキネジアと非常に類似した運動を誘発することを報告してきた。そこで、線条体投射ニューロンの興奮を誘導したときの神経活動を大脳基底核の出力核である黒質網様部から記録し、パーキンソン病モデルマウスにおけるL-DOPA誘発性ジスキネジアと比較した。一方で、L-DOPAでジスキネジアを誘発したパーキンソン病モデルマウスに対して、線条体投射ニューロンを光遺伝学を用いて抑制したときに、ジスキネジアがどのように変化するのかを観察した。
L-DOPA誘発性ジスキネジアを示すパーキンソン病モデルマウスにおいて、大脳皮質運動野を電気刺激したときに黒質網様部で一過性の「早い興奮-抑制-遅い興奮」という三相性の応答が認められた。線条体に光を照射して線条体投射ニューロンを興奮させたところ、黒質網様部では光刺激に対して一過性の「抑制-遅い興奮」という二相性の応答が認められた。この二相性の応答は、L-DOPA誘発性ジスキネジアを示すマウスの「抑制-遅い興奮」と非常に類似していた。また、L-DOPAでジスキネジアを誘発したパーキンソン病モデルマウスに対して、線条体投射ニューロンを抑制したところ、ジスキネジアが抑えられる傾向が認められた。これらの結果から、線条体投射ニューロンの神経活動は、L-DOPA誘発性ジスキネジアに重要な役割を果たしていることが示唆された。

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

    (18件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] The effects of zonisamide on L-DOPA-induced dyskinesia in Parkinson's disease model mice2019

    • 著者名/発表者名
      Sano Hiromi、Nambu Atsushi
    • 雑誌名

      Neurochemistry International

      巻: 124 ページ: 171-180

    • DOI

      10.1016/j.neuint.2019.01.011

    • 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] Sensory nerve supports epithelial stem cell function in healing of corneal epithelium in mice: the role of trigeminal nerve transient receptor potential vanilloid 4.2019

    • 著者名/発表者名
      Okada Y, Sumioka T, Ichikawa K, Sano H, Nambu A, Kobayashi K, Uchida K, Suzuki Y, Tominaga M, Reinach PS, Hirai SI, Jester JV, Miyajima M, Shirai K, Iwanishi H, Kao WW, Liu CY, Saika S.
    • 雑誌名

      Lab Invest.

      巻: 99(2) 号: 2 ページ: 210-230

    • DOI

      10.1038/s41374-018-0118-4

    • 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] New neurons use Slit-Robo signaling to migrate through the glial meshwork and approach a lesion for functional regeneration.2018

    • 著者名/発表者名
      Kaneko N, Herranz-Perez V, Otsuka T, Sano H, Ohno N, Omata T, Nguyen HB, Thai TQ, Nambu A, Kawaguchi Y, Garcia-Verdugo JM, Sawamoto K.
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 4 号: 12 ページ: 0618-0618

    • DOI

      10.1126/sciadv.aav0618

    • 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] Monitoring and updating of action selection for goal-directed behavior through the striatal direct and indirect pathways2018

    • 著者名/発表者名
      Nonomura S, Nishizawa K, Sakai Y, Kawaguchi Y, Kato S, Uchigashima M, Watanabe M, Yamanaka K, Enomoto K, Chiken S, Sano H, Soma S, Yoshida J, Samejima K, Ogawa M, Kobayashi K, Nambu A, Isomura Y, Kimura M
    • 雑誌名

      Neuron

      巻: 99(6) 号: 6 ページ: 1302-1314

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2018.08.002

    • 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] Optogenetic Activation of the Sensorimotor Cortex Reveals “Local Inhibitory and Global Excitatory” Inputs to the Basal Ganglia2017

    • 著者名/発表者名
      Ozaki Mitsunori、Sano Hiromi、Sato Shigeki、Ogura Mitsuhiro、Mushiake Hajime、Chiken Satomi、Nakao Naoyuki、Nambu Atsushi
    • 雑誌名

      Cerebal Cortex

      巻: 27 号: 12 ページ: 5716-5726

    • DOI

      10.1093/cercor/bhx234

    • 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
  • [雑誌論文] Striatonigral direct pathway activation is sufficient to induce repetitive behaviors2017

    • 著者名/発表者名
      Bouchekioua Youcef、Tsutsui-Kimura Iku、Sano Hiromi、Koizumi Miwako、Tanaka Kenji F.、Yoshida Keitaro、Kosaki Yutaka、Watanabe Shigeru、Mimura Masaru
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 17 ページ: 30454-30456

    • DOI

      10.1016/j.neures.2017.09.007

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Physiological and anatomical organization of cortico-striatal inputs in the basal ganglia2019

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Sano, Kenta Kobayashi, Shigeki Kato, Satomi Chiken, Kazuto Kobayashi, Atsushi Nambu
    • 学会等名
      FAOPS2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Neuronal responses and movements induced by concurrent activation of striatonigral and striatopallidal neurons2018

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Sano, Kenji F Tanaka, Atsushi Nambu
    • 学会等名
      FENS2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Information flow for motor control by striatal projection neurons2018

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Sano
    • 学会等名
      Stockholm-Okazaki Workshop on Multi-scale dynamice of basal ganglian in brain function and dysfunction
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 大脳皮質-線条体路の興奮誘導に対する大脳基底核の応答2018

    • 著者名/発表者名
      佐野裕美
    • 学会等名
      2017年度第3回大脳基底核機能研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Physiological roles of striatal projection neurons revealed by optogenetics2018

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Sano, Atsushi Nambu
    • 学会等名
      第95回日本生理学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cortico-striatal induced responses in the basal ganglia2017

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Sano, Kenta Kobayashi, Shigeki Sato, Satomi Chiken, Kazuto Kobayashi, Atsushi Nambu
    • 学会等名
      International symposium, Neural Oscillation Conference 2017, Problems of Consciousness and Neuropsychiatric Disorders as Network Diseases
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] "Inhibitory center-excitatory surround" inputs from the motor cortex to the globus pallidus revealed by optogenetic stimulation2017

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Nambu, Mitsunori Ozaki, Hiromi Sano, Shigeki Sato, Mitsuhiro Ogura, Hajime Mushiake, Satomi Chikenm Naoyuki Nakao
    • 学会等名
      International symposium, Neural Oscillation Conference 2017, Problems of Consciousness and Neuropsychiatric Disorders as Network Diseases
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Responses in the basal ganglia induced by cortico-striatal neurons2017

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Sano, Kenta Kobayashi, Shigeki Kato, Satomi Chiken, Kazuto Kobayashi, Atsushi Nambu
    • 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] Functional analysis of Rho/Rho-kinase signaling pathway in corticostriatal neuron survival using a new gene delivery system2017

    • 著者名/発表者名
      Kenta Kobayash, Hiromi Sano, Shigeki Kato, Keisuke Kuroda, Shinichi Nakamuta, Tadashi Isa, Atsushi Nambu, Kozo Kaibuchi, Kazuto Kobayashi
    • 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] マウス神経麻痺性角膜症モデルに対する三叉神経節でのTRPV4強制発現による治療効果2017

    • 著者名/発表者名
      岡田由香、富永真琴、佐野裕美、小林憲太、南部篤、雑賀司珠也
    • 学会等名
      第47回日本創傷治癒学会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Cortico-striata neurons induced responses in the basal ganglia2017

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Sano
    • 学会等名
      NIPS-CIN Joint Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Concurrent activation of striatal medium spiny neurons induces involuntary movements similar to L-DOPA induced dyskinesia2017

    • 著者名/発表者名
      Hiromi Sano, Kenji F Tanaka, Atsushi Nambu
    • 学会等名
      International Symposium on Adaptive Circuit Shift 2017, 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

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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