2021 年度実施状況報告書

脱抑制によって活性化する興奮性脊髄介在ニューロンネットワークの解明

研究課題

研究課題/領域番号	19K16931
研究機関	昭和大学
研究代表者	三上貴弘昭和大学, 医学部, 普通研究生 (80834944)
研究期間 (年度)	2019-04-01 – 2023-03-31
キーワード	興奮性介在ニューロン / 抑制性介在ニューロン
研究実績の概要	脊髄内にあるニューロンネットワークは通常抑制されており、脱抑制により不規則な発作様の自発活動が全ての髄節の前根から記録される。この脱抑制によりはじめて出現するニューロンネットワーク（バーストジェネレータ）は、脊髄損傷などの障害時の機能的ネットワークの再構成において重要な役割を担うと考えられる。我々は本研究課題をはじめるにあたり以下の4つの仮説を立てた。①バーストジェネレータは各髄節内に存在し、同じ髄節の運動ニューロンに出力する。②バースト持続時間は含まれる興奮性介在ニューロンの数で決まる。③バーストジェネレータを抑えている抑制性ニューロンは同一髄節内にある。④異なる髄節にあるバーストジェネレータを別々に駆動できる。 2019年度はバーストジェネレータが各髄節に存在することを明らかにした。さらに各髄節にあるバーストジェネレータ間の興奮性結合は強く、下部頚髄のみの脱抑制によっても脊髄全体にわたって存在するバーストジェネレータを駆動することが分かった。2020年度はコロナ禍による動物の飼育制限により実験する回数が制限され、十分な検討を行うことができなかった。少数ではあるが脊髄介在ニューロンからホールセル記録を行い、背側にある脊髄介在ニューロンの中には前根の発作活動時に興奮しないものがあることが分かった。一方、腹側の脊髄介在ニューロンはすべて前根の発作活動時に興奮した。 2021年度は数多くの脊髄介在ニューロンからホールセル記録し、脱抑制後に観察される発作様の自発活動に関与するニューロンの分布を明らかにする予定であった。しかし実験する回数が少なく、十分な検討を行うことができなかった。
現在までの達成度 (区分)	現在までの達成度 (区分) 4: 遅れている理由 2021年度もコロナ禍による動物の繁殖・飼育制限があり十分に実験できなかった。
今後の研究の推進方策	実験をできる限り行う。これまでの実験で後根刺激により全ての前根からほぼ同期した発作様活動が誘発された。次年度は筋神経や横隔神経など特定の感覚神経の刺激により個別に発作様活動を誘発できないかどうかについても検討する予定である。
次年度使用額が生じた理由	コロナ禍に伴う学会のウェブ開催により旅費が不要になった。2021年度もコロナ禍による動物の繁殖・飼育制限があり十分に実験できなかった。実験をほとんど行うことができなかったため試薬などを購入しなかった。2022年度は繰越金を試薬購入と論文の英文添削や論文掲載費にあてる予定である。