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抑制性ニューロンの観察・操作による巧緻性再獲得のメカニズム解明

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 20H05480
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
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

近藤 崇弘  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 助教 (70759886)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (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: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2020年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワードマーモセット / 歩行解析 / 神経可塑性 / カルシウムイメージング / DREADD / 抑制性ニューロン / GABA / Caイメージング
研究開始時の研究の概要

マーモセット脊髄損傷モデルを用いて、カルシウムイメージングにより運動野のGABA作動性ニューロンの活動を観察することで、運動機能回復過程においてこれらのニューロンがどのような活動パターンの変化を示すか追跡する。さらに、皮質脊髄路投射ニューロンを選択的にイメージングし、GABAイメージングで検証されたphaseごとにCSTニューロンの活動がどう変化するか観察することで、抑制系とCSTニューロンの関係性を推測する。最後に、GABA作動性ニューロンをDREADDで抑制したときに、CSTニューロンの可塑性が促進するかどうか検証することで、脊髄損傷における抑制系とCSTニューロンの因果関係を検証する。

研究実績の概要

新しい運動技能の獲得,または脳や脊髄損傷(SCI: Spinal Cord Injury)後の回復期において,脳は機能再編成を生じる.この可塑性の調節には抑制性の神経伝達物質であるGABAが重要な役割を担うと考えられている.ヒト運動学習中では学習初期のGABA濃度の低下がその後の学習の大きさと強く相関することが報告されている.また,脳卒中やSCIなどの中枢神経障害後において運動野では機能性編成がおこることが知られているが,これらの変化と抑制性制御との関連性についてはほとんどわかっていない.本年度の具体的成果は,マウスおよびマーモセット脊髄損傷モデルにおける解析方法の確立である。脊髄損傷後の運動障害と再建過程を理解するために、中枢神経系により制御される関節運動協調パターンを分析した。その結果、関節運動における協調性の障害度は、脊髄の組織学的損傷度と相関することを明らかにした.

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

    (5件)

すべて 2022

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 (1件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Markerless analysis of hindlimb kinematics in spinal cord-injured mice through deep learning2022

    • 著者名/発表者名
      Sato Yuta、Kondo Takahiro、Shinozaki Munehisa、Shibata Reo、Nagoshi Narihito、Ushiba Junichi、Nakamura Masaya、Okano Hideyuki
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 176 ページ: 49-56

    • DOI

      10.1016/j.neures.2021.09.001

    • 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] Functional reorganization of locomotor kinematic synergies reflects the neuropathology in a mouse model of spinal cord injury2022

    • 著者名/発表者名
      Sato Yuta、Kondo Takahiro、Shibata Reo、Nakamura Masaya、Okano Hideyuki、Ushiba Junichi
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 177 ページ: 78-84

    • DOI

      10.1016/j.neures.2021.12.002

    • 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] Preserved intersegmental coordination during locomotion after cervical spinal cord injury in common marmosets2022

    • 著者名/発表者名
      Sato Yuta、Kondo Takahiro、Uchida Akito、Sato Kenta、Yoshino-Saito Kimika、Nakamura Masaya、Okano Hideyuki、Ushiba Junichi
    • 雑誌名

      Behavioural Brain Research

      巻: 425 ページ: 113816-113816

    • DOI

      10.1016/j.bbr.2022.113816

    • 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] Treadmill Training for Common Marmoset to Strengthen Corticospinal Connections After Thoracic Contusion Spinal Cord Injury2022

    • 著者名/発表者名
      Kondo Takahiro、Saito Risa、Sato Yuta、Sato Kenta、Uchida Akito、Yoshino-Saito Kimika、Shinozaki Munehisa、Tashiro Syoichi、Nagoshi Narihito、Nakamura Masaya、Ushiba Junichi、Okano Hideyuki
    • 雑誌名

      Frontiers in Cellular Neuroscience

      巻: 16 ページ: 858562-858562

    • DOI

      10.3389/fncel.2022.858562

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 疾患モデルマーモセットの行動解析と神経活動記録2022

    • 著者名/発表者名
      近藤崇弘、佐藤裕太、牛場潤一、岡野栄之
    • 学会等名
      第11回マーモセット研究会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2022-12-28  

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