| 研究課題/領域番号 |
16K07025
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| 研究機関 | 東京医科歯科大学 |
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研究代表者 |
杉原 泉 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (60187656)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | げっ歯類 / 橋核 / 小脳 / 非運動機能 / 第I脚 / 軸索投射 / プルキンエ細胞 / Pcdh10 |
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| 研究実績の概要 |
小脳は運動機能のみならず、各種非運動機能にも関与することが、ヒトの臨床症状や画像解析から示されている。しかし、小脳の非運動機能の基盤となる入出力の神経回路機構は十分には明らかにされていない。本研究では、ヒト小脳での非運動機能部位を霊長類とげっ歯類の小脳において正確に同定した上で、マウスを用いた系統的解析（特異的神経標識による神経回路解析、マウス行動解析、形成発達機構解析）により、小脳の非運動機能の神経基盤を解明することを目指している。初年度（平成28 年度）・次年度の成果として、ヒト・非ヒト霊長類小脳において非運動機能関連とされる第I脚・第II脚は、齧歯類小脳では、第I脚と呼ばれる小葉がこれに相当することを発見し、論文・総説として発表し、運動領域と考えられる虫部第VI-VII小葉と第I脚を中心にして、区画構造のとして特異な形成過程を解明し、論文・総説を発表した。本年度は、小脳におけるプロトカドヘリン10 (Pcdh10)の発現パタンを詳細に解析し、この陽性領域が、非運動領域の多くを含んでいることを明らかにした（論文発表）。さらに、ビオチン化デキストランアミン(BDA)による標識単一軸索再構築解析により、非運動機能の神経基盤として大脳から小脳への入力を中継する橋核からの小脳投射を解析した。その結果、非運動関連領域と考えられる第I脚・傍片葉・虫部VIb-VII小葉へは、特に橋核の吻側、内側、外側が投射することを明らかにした（論文発表）。第I脚の破壊後の行動異常に関する行動実験を行ったが、単純な運動機能・社会行動には変なが見られず、まだ結果を発表するには至らなかった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
本研究の初年度・次年度において、主要なテーマである、ヒト小脳での非運動機能部位を霊長類とげっ歯類の小脳において正確に同定する解析がほぼ完了し、論文・総説を発表した。これにより、齧歯類を用いて小脳の非運動機能の神経基盤に関する系統的解析が効率よく行われるようになった。次年度、非運動領域と考えられる虫部第VI-VII小葉と第I脚を中心にして、胎児期の小脳における区画構造の形成過程の解析結果をまとめ、論文に発表した。さらに、われわれの研究室で得意とする単一軸索解析方法により、脊髄からの小脳入力軸索の単一軸索投射パタンを解析して、論文にまとめて発表していた。本年度は、昨年度までの研究をさらに発展させ、非運動領域に現れるマーカー分子としてPcdh10の発現パタンを詳細に解明し論文発表し、また、非運動領域の決定に重要である橋核からの小脳投射を解明して論文発表した。本年度の主要な成果は、本研究の研究代表者が責任著者として、研究代表者と研究代表者の指導する大学院学生とで主要部分を担当した研究である。研究代表者のこれまでの研究成果と独自の実験・解析手法に基づいた独創性の高い研究であり、本年度は全体として当初の計画を上回って進展したと考えている。研究が進展した理由としては、研究代表者の唯一の外部資金であった本研究費（基盤研究C）を効率的に使用することができたこと、留学生を含めた大学院生5名が本研究に参加してくれたこと、彼らの指導が順調にできたこと、また、所属大学と所属研究室の基本的研究環境が整っていたこと、昨年度までのうちに大学院生の力量で順調に研究成果を挙げられる態勢を整えてきたことなどが挙げられる。
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| 今後の研究の推進方策 |
研究計画の初年度・次年度・最終年度と3年間にわたり、研究計画は順調に進展したので、今後は、主として、これまでに得られた成果で、まだ論文として発表していない部分の発表をめざしていきたい。非運動機能とは対照的な運動機能での領域同定と行動実験による確認に関する論文（登校中）を発表する。さらに、大脳から小脳への橋核を経由する投射について、単一軸索の解析は終了したが、システマティックな部位対応関係についての解析がまだ終了しておらず、これを発表する。これにより、初年度から勧めていた、小脳非運動機能領域に特異的な入出力神経回路、特に大脳－小脳間の回路を構成する橋核からの投射と、プルキンエ細胞・小脳核細胞の投射に関して、一通りまとまり、小脳全体の中でのこの領域入出力投射の特殊性を検討できるはずである。小脳非運動機能領域に注目した小脳の形成発達過程の解析に関しては、胎児期の解析は終了したので、生後の発達過程と、その発達過程の結果としての成獣での完成した区画構築を解析し、小脳非運動機能領域が特殊な発達過程によって形成されるのかどうか、哺乳類小脳に独特の特殊な部位であるのかどうかを検討している。マウスの非運動機能関連部位であると考えられる第I脚と虫部第VI、VIIに特有の縞構造を作って発現するプロトカドヘリン10 (Pcdh10)の発現がlacZ発現により可視化されたOL-KOマウス（Pcdh10-lacZマウス）での解析が特に有用と考えられる。そのような解析が傍片葉についてはまとまってきたので、論文発表まで至るように努めていく。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
昨年度からの次年度使用額があったこと、消耗品費用などにおいて十分に計画的に支出して経費をできる限り節減したこと、そして、国内旅費（国内学会出席）外国旅費、および、動物飼育費の一部に関して、大学の経費からの支出ができたため、本科研費からの支出を節減できたことが、次年度使用額が生じたことの理由である。これらは、次年度において、本研究成果を論文として発表するための経費、論文発表に際して、追加実験が必要となった場合の経費に充当する。
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