| 研究課題/領域番号 |
19K23773
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| 研究機関 | 新潟大学 |
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研究代表者 |
佐藤 時春 新潟大学, 脳研究所, 特任助教 (40542387)
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| 研究期間 (年度) |
2019-08-30 – 2021-03-31
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| キーワード | 神経回路 / 再編 / 脳神経疾患 |
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| 研究実績の概要 |
脳障害は神経回路機能の破綻を引き起こす。限定的ではあるものの、再編により代償性の回路が形成され、一定の機能回復を示す。しかしながら、回路再編を促す因子群が、どのように時空間的に制御され、リハビリテーションなど神経活動に依存し誘導されるかわかっていない。本研究では、脳梗塞を損傷のモデルとし、運動を司る皮質脊髄路に着目して、遺伝子発現と神経活動のダイナミクスを損傷後の時間軸に沿って、さらには回路や細胞種といった空間軸に沿って調べることにより、回路再編の動作原理を理解するための時空間的な遺伝子発現マップを構築することを目的とする。
本年度はまず、脳梗塞後の時間的・空間的な遺伝子発現解析を行うため、脳梗塞モデルマウスを用いて、梗塞後3、7、14、28日目の脊髄介在ニューロンから特異的にmRNAを抽出することから開始した。サンプリングしたmRNAは、脊髄介在ニューロン、アストロサイト、ミクログリアおよびオリゴデンドロサイトに特異的なプライマーセットを用いた定量的RT-PCR法により精製度の評価を行い、細胞特異的なmRNAを回収していることを確認した。その後、ライブラリを作製し、RNAシークエンスを行った。その結果、コントロールおよび梗塞後3、7、14、28日目のサンプルから十分なリードカウントが得られ、時系列トランスクリプトームデータを取得した。現在は、アストロサイトおよびミクログリアからmRNAを抽出し、遺伝子発現解析をする実験を進めている。また、リハビリテーションで誘導される遺伝子発現解析のために、リハビリテーション法を確立することを目指した。脳梗塞モデルマウスにローターロッドによる運動トレーニングを実施させ、神経トレーサーで標識した皮質脊髄路の軸索発芽の程度を評価した。その結果、損傷後１週間の継続的な運動により、脊髄における神経回路再編が促されることがわかった。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度はまず、脳梗塞後の脊髄介在ニューロンにおける経時的な遺伝子発現のデータを得ることができた。さらに、アストロサイトおよびミクログリアにおける遺伝子発現解析のためのサンプリングをすでに開始している。また、神経活動に依存した遺伝子発現解析に用いるリハビリテーション法を確立することができた。したがって、本研究は概ね順調に進行している。
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| 今後の研究の推進方策 |
アストロサイトおよびミクログリアにおける時空間的な遺伝子発現の解析を行い、前年度に得られた脊髄介在ニューロンにおける時系列トランスクリプトームデータと共に詳細に解析し、脳損傷後の時空間的な遺伝子発現マップを構築する。さらに、確立したリハビリテーション法を用いた遺伝子発現の解析を進め、神経活動に依存した遺伝子発現を網羅的に探索する。
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