脳脊髄液を探知する神経回路の機能の解明

2021 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 20K21460
• 研究機関: 新潟大学
• 研究代表者: 上野 将紀 新潟大学, 脳研究所, 教授 (40435631)
• 研究期間 (年度): 2020-07-30 – 2023-03-31
• キーワード: 脳脊髄液 / 神経細胞

研究実績の概要

本研究では、脳脊髄液に接する未知の細胞である脳脊髄液接触ニューロンのもつ細胞構造や神経回路網、機能の解明を目的に研究を進めている。本細胞は、脳脊髄液と接する特徴的な構造を有することから、脳内外の生体環境の情報を有する脳脊髄液の情報を感知し、中枢神経系の神経回路内へ伝達する重要な細胞群であることが想定される。しかし、その機能や実体はほとんどわかっていないのが現状である。本年度は、前年度までに確立した同ニューロンを蛍光標識などで可視化する方法を用いて、同ニューロンが構成している神経回路網の様式を解明する研究に取り組んだ。各種の遺伝子改変マウスや神経トレーサーを駆使して、多様に存在する脊髄ニューロン種との接続様式の解析を進めた。解剖・組織学的な実験を進めた結果、同ニューロンは、特定の脊髄ニューロンとシナプス接続をしている可能性を見出した。一部の接続は、電子顕微鏡を用いた観察によっても確かめられた。次に、同ニューロンやその回路網が持っている機能を探索する研究への展開を試みた。そのため、同ニューロンの選択的な除去や神経活動の操作をすることにより、機能を特異的に阻害する方法の検討を行った。検討を行った中、一部の方法を用いることにより、同ニューロンの機能を阻害できる可能性を見出した。この方法論は、同ニューロンの機能の解明を目指した研究へ有用になると考えられる。ここで得られた成果は、生体-神経をつなぐ新たな細胞・生体メカニズムの理解へ貢献すると期待される。

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

本研究では、脳脊髄液接触ニューロンの細胞構造、神経回路網、機能、の解明を目指しているが、本年度は、神経回路網に関する研究として、脊髄ニューロンとの接続様式の解析を進めた。その結果、特定の脊髄ニューロンと解剖学的にシナプス接続を持つことを見出し、神経回路網の接続様式を明らかにすることができた。以上のことから、研究はおおむね順調に進展しているといえる。

今後の研究の推進方策

前年度までに見出した神経回路網と機能の阻害法を足がかりに、本ニューロンとその神経回路網の接続様式をより詳細に調べ、またそれらが持つ機能の解明に取り組む。以上の研究から、本ニューロンのもつ細胞構造、神経回路網、機能を統合的に明らかにすることを目指す。

次年度使用額が生じた理由

研究対象のニューロンの持つ神経回路網の理解をさらに高めるため、新たな解剖・生理学的実験を行う必要があり、その準備期間が必要となったため、次年度以降へと計画を変更した。また研究の進展具合と新型コロナウイルスの情勢から、あらためて学会への参加は次年度以降へと計画を変更した。以上の理由から、次年度への使用額が生じた。次年度では、回路網とその機能をより詳細に明らかにするための試薬や実験用動物および旅費に使用する計画である。