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2019 年度 実施状況報告書

小脳非運動機能の神経回路基盤

研究課題

研究課題/領域番号 19K06919
研究機関東京医科歯科大学

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)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードげっ歯類 / 橋核 / 小脳 / 非運動機能 / 第I脚 / 傍片葉 / 軸索投射 / プルキンエ細胞
研究実績の概要

ヒト小脳で巨大な体積を占める後葉半球部の小葉(第I脚、第II脚)が、なぜ、臨床症状や画像解析から示されているように体性運動機能よりも非運動機能にも関与するかを理解するためにマウスモデルで研究する場合、動物間の小葉の相同性が問題となる。多彩な研究方法を利用できる齧歯類の小脳においては、半球部中央の第I脚と命名された1つの小葉のみがヒトの第I脚・第II脚に相当することをわれわれはこれまでに明らかにした。その成果に基づき、これまで十分には明らかにされていない、小脳の非運動機能の基盤となる後葉半球部の入出力の神経回路機構に関して、マウスを用いて、精緻な手法(単一軸索投射解析、Aldoc-Venusマウスでの両方向性蛍光トレーサーによる高効率神経回路解析、マウス行動解析、形成発達機構解析、電気生理学的解析)により系統的解析を行い、小脳の非運動機能の神経基盤を解明するのが本研究の目的である。初年度(2019年度)は、Aldoc-Venusマウスでの両方向性蛍光トレーサーによる高効率神経回路解析を2名の大学院生で開始した。単一軸索投射解析、マウス行動解析、形成発達機構解析、電気生理学的解析をそれぞれ1名ずつの大学院生に担当させて開始して進展中である。そのなかで、単一軸索投射解析から、2019年度には、小脳の入出力の神経回路機構に関する苔状線維の軸索投射パタンを第十小葉と第八小葉において解明した。形成発達機構の解析に関して、第I脚と軸索投射上関連の深い傍片葉に関して、生後の急激な外側への回転突出を明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

初年度(2019年度)において、本研究は、計画相応の伸展を達成していた。研究計画に含まれるすべての種類の実験を開始することができた。研究代表者を責任著者とする4編の論文を国際誌に発表することができた。この成果は、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。研究が進展した理由としては、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、本年度は、留学生を含めた大学院生7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。また、研究手法自体が、あまり挑戦的な新規なものではなく、これまでの研究代表者の開発してきた研究手法やマウス系統を発展的に引き継いだものであることも理由に挙げられる。

今後の研究の推進方策

2019年度は3年間の研究期間の初年度であり、今後は、当初の研究計画に基づいて推進していく。

次年度使用額が生じた理由

昨年度で終了するはずの別の科学研究費補助金にて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、物品購入費、研究成果を論文として発表するための経費、外国旅費、動物飼育費などの経費の補いに使用する。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Reorganization of longitudinal compartments in the laterally protruding paraflocculus of the postnatal mouse cerebellum2020

    • 著者名/発表者名
      Panezai Saddam K.、Luo Yuanjun、Vibulyaseck Suteera、Sarpong Gideon A.、Nguyen‐Minh Viet T.、Nedelescu Hermina、Hirano Shinji、Sugihara Izumi
    • 雑誌名

      Journal of Comparative Neurology

      巻: 528 ページ: 1725~1741

    • DOI

      10.1002/cne.24849

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Heterogeneous vestibulocerebellar mossy fiber projections revealed by single axon reconstruction in the mouse2020

    • 著者名/発表者名
      Ando Takahiro、Ueda Mitsuhito、Luo Yuanjun、Sugihara Izumi
    • 雑誌名

      Journal of Comparative Neurology

      巻: 528 ページ: 1775~1802

    • DOI

      10.1002/cne.24853

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dense projection of Stilling’s nucleus spinocerebellar axons that convey tail proprioception to the midline area in lobule VIII of the mouse cerebellum.2020

    • 著者名/発表者名
      Luo Y, Onozato T, Wu X, Sasamura K, Sakimura K, Sugihara I
    • 雑誌名

      Brain Structure and Function

      巻: 225 ページ: 621~638

    • DOI

      10.1007/s00429-020-02025-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Divergent projections of single pontocerebellar axons to multiple cerebellar lobules in the mouse2019

    • 著者名/発表者名
      Biswas Mohammad Shahangir、Luo Yuanjun、Sarpong Gideon Anokye、Sugihara Izumi
    • 雑誌名

      Journal of Comparative Neurology

      巻: 527 ページ: 1966~1985

    • DOI

      doi: 10.1002/cne.24662

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The entire trajectories of single pontocerebellar axons and their lobular and longitudinal terminal distribution patterns in multiple aldolase C‐positive compartments of the rat cerebellar cortex2019

    • 著者名/発表者名
      Na Jie、Sugihara Izumi、Shinoda Yoshikazu
    • 雑誌名

      Journal of Comparative Neurology

      巻: 527 ページ: 2488~2511

    • DOI

      10.1002/cne.24685

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 登上線維が作る小脳のマイクロゾーン2019

    • 著者名/発表者名
      杉原 泉
    • 雑誌名

      Clinical Neuroscience

      巻: 37 ページ: 928~931

  • [学会発表] Purkinje cell intrinsic excitability and plasticity linked with longitudinal compartmentalization in the mouse cerebellar cortex.2020

    • 著者名/発表者名
      Viet T Nguyen-Minh, Khoa Tran-Anh, Izumi Sugihara
    • 学会等名
      CBIR 若手インスパイアシンポジウム.
  • [学会発表] Organization of longitudinal compartments in the developing paraflocculus of the postnatal mouse cerebellum.2020

    • 著者名/発表者名
      Saddam K. Panezai, Yuanjun Luo, Viet T. Nguyen-Minh, Izumi Sugihara
    • 学会等名
      CBIR 若手インスパイアシンポジウム.
  • [学会発表] Development of Purkinje cell compartmentalization in the embryonic mouse cerebellum, analysis with birthday-specific neuronal labeling.2019

    • 著者名/発表者名
      Khoa Tran-Anh, Tatsumi Hirata, Viet Nguyen-Minh, Izumi Sugihara
    • 学会等名
      42th Annual Meeting of Japanese Neuroscience Society (Neuroscience 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Purkinje cell intrinsic excitability and plasticity linked with longitudinal compartmentalization in the mouse cerebellar cortex.2019

    • 著者名/発表者名
      Viet T Nguyen-Minh, Khoa Tran-Anh, Izumi Sugihara
    • 学会等名
      42th Annual Meeting of Japanese Neuroscience Society (Neuroscience 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Single axon morphology of medial vestibular nucleus neurons that project to the cerebellum.2019

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Ando, Izumi Sugihara
    • 学会等名
      42th Annual Meeting of Japanese Neuroscience Society (Neuroscience 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] 単一前庭神経核細胞における小脳への軸索投射様式の解析2019

    • 著者名/発表者名
      安藤 貴弘、杉原 泉
    • 学会等名
      めまい平衡学会
  • [備考] 東京医科歯科大学大学院医歯学総合研究科 システム神経生理学分野

    • URL

      http://www.tmd.ac.jp/med/phy1/phy1.html

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公開日: 2021-01-27  

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