• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

パーキンソン病モデルにおける学習障害回復の基盤となる神経回路再編成メカニズム

公募研究

研究領域身体-脳の機能不全を克服する潜在的適応力のシステム論的理解
研究課題/領域番号 20H05473
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
研究機関福島県立医科大学

研究代表者

小林 和人  福島県立医科大学, 医学部, 教授 (90211903)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2021年度)
配分額 *注記
6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2021年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワードパーキンソン病 / 認知機能障害 / 機能回復 / 神経回路操作 / 中脳辺縁ドーパミン系
研究開始時の研究の概要

中枢神経系を構成する神経回路は、障害や損傷に対して大規模な再編成を示し、機能の回復に重要な役割を果たすことが知られている。このようなネットワークの再編成は、失われた機能を代償し回復させるため、動物にとって極めて重要な超適応戦略であるる。本研究では、学習障害からの機能回復の基盤となるネットワーク再編成機構の解明に迫る。パーキンソン病モデルにおける学習障害回復に着目し、第一に、回復過程における脳内神経活動の動態変化を小動物用PET技術を応用して全脳レベルで解析する。第二に、この機能回復に中脳腹側被蓋野から側坐核へ投射するドーパミン神経系が関与する可能性を神経回路操作技術を用いて検討する。

研究実績の概要

中枢神経系を構成する神経回路は、障害や損傷に対して大規模な再編成を示し、機能の代償や回復に重要な役割を果たすことが知られている。このようなネットワークの再編成は、失われた機能を代償し回復させるため、動物にとって極めて重要な超適応戦略となっている。この超適応戦略のメカニズムは、これまで、主に運動機能の回復をモデルに研究が進んできたが、学習や認知機能など高次脳機能障害に関しては、研究がまだ進んでいないのが現状である。本研究では、パーキンソン病モデルにおける学習障害回復の神経回路メカニズムを解明するために、回復過程における脳内動態変化を明らかにするために、中脳の腹側被蓋野から側坐核へ投射するドーパミン神経系に着目して、認知機能回復の機構解明に挑む。本年度は、機能回復に有益なリガンド依存性の促進性イオン透過型受容体を用いた新規の化学遺伝学技術を応用した末梢投与法の開発を進めた。脳血液関門の透過性を高めるためにメチルフェニル酢酸を用い、これを尾静脈に注入することにより、ショウジョウバエIR84a/IR8a複合体を発現する脳内ノルアドレナリンニューロンの活動亢進およびその分泌の増加することを明らかにした。また、腹側被蓋野(VTA)から側坐核(NAc)に投射するドーパミン系が関与するか否かを検証するために、この神経系の機能操作技術を開発した。ドーパミン細胞でCre組換え酵素を発現する遺伝子改変ラットのVTAにウイルスベクターを用いてIR84a/IR8a複合体を発現させ、フェニル酢酸の脳内投与によってNAcにおけるドーパミンの放出を増加させられることを確認した。また、抑制性の化学遺伝学受容体であるグルタミン酸―塩素チャネル遺伝子をウイルスベクターを用いてVTAに発現させることに成功した。これらの技術を応用することにより、VTA-NAc経路を選択的に化学遺伝学的に操作することが可能となった。

現在までの達成度 (段落)

令和3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

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件)

  • [国際共同研究] University of Lausanne(スイス)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Lauzanne(スイス)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Impaired wakefulness and rapid eye movement sleep in dopamine-deficient mice2021

    • 著者名/発表者名
      Kashiwagi, M., Kanuka, M., Tanaka, K., Fujita, M., Nakai, A., Tatsuzawa, C., Kobayashi, K., Ikeda, K., and Hayashi, Y.
    • 雑誌名

      Mol. Brain

      巻: 14 ページ: 170-170

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Enhanced Retrieval of Taste Associative Memory by Chemogenetic Activation of Locus Coeruleus Norepinephrine Neurons2020

    • 著者名/発表者名
      Fukabori R, Iguchi Y, Kato S, Takahashi K, Eifuku S, Tsuji S, Hazama A, Uchigashima M, Watanabe M, Mizuma H, Cui Y, Onoe H, Hikishima K, Yasoshima Y, Osanai M, Inagaki R, Fukunaga K, Nishijo T, Momiyama T, Benton R, & Kobayashi K
    • 雑誌名

      The Journal of Neuroscience

      巻: 40 号: 43 ページ: 8367-8385

    • DOI

      10.1523/jneurosci.1720-20.2020

    • 関連する報告書
      2020 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] 学習獲得プロセスで変化する皮質基底核ループと線条体投射路の機能2022

    • 著者名/発表者名
      小林和人、瀬戸川将、井口善生
    • 学会等名
      第95回日本薬理学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 昆虫のIonotropic Receptorを利用した興奮性化学遺伝学ツールの開発2021

    • 著者名/発表者名
      井口 善生、深堀 良二、加藤 成樹、高橋 和巳、永福 智志、挾間 章博、内ケ島 基政、渡辺 雅彦、水間 広、崔 翼龍、尾上 浩隆、疋島 啓吾、八十島 安伸、小山内 実、稲垣 良、福永 浩司、西條 琢真、籾山 俊彦、ベントン リチャード、小林 和人
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 青斑核の賦活化が引き起こす嫌悪記憶の想起促進:イオンチャネル型受容体を用いた新規化学遺伝学的手法による研究2021

    • 著者名/発表者名
      深堀 良二、井口 善生、加藤 成樹、高橋 和巳、永福 智志、挾間 章博、内ヶ島 基政、渡辺 雅彦、水間 広、崔 翼龍、尾上 浩隆、疋島 啓吾、八十島 安伸、小山内 実、稲垣 良、福永 浩司、西條 琢真、籾山 俊彦、ベントン リチャード、小林 和人
    • 学会等名
      第44回日本神経科学大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Novel knock-in rat lines created by the Combi-CRISPR method that express Cre recombinase specifically in the central catecholaminergic neurons2020

    • 著者名/発表者名
      Natsuki Matsushita, Kayo Nishizawa, Ryoji Fukabori, Hiromi Hashimoto, Yoshio Iguchi, Shigeki Kato, Yoshiki Miyasaka, Tomoji Mashimo, Kosei Takeuchi and Kazuto Kobayashi
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 青斑核ノルアドレナリン神経細胞の活動亢進による情動記憶の想起の促進:新規神経活動活性化ツールによる検討2020

    • 著者名/発表者名
      井口善生,深堀良二,加藤成樹,高橋和巳,永福智志,辻真伍,挾間章博,内ケ島基政,渡辺雅彦,水間広,崔翼龍,尾上浩隆,疋島啓吾,八十島安伸,小山内実,稲垣,福永浩司,西條琢真,籾山俊彦,リチャード・ベントン,小林和人
    • 学会等名
      第52回東北生理談話会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2022-12-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi