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これまでに申請者は、損傷周囲においてリハビリテーション依存的にAMPA受容体シナプス移行を促進することにより大脳皮質損傷後の機能回復を誘導することを明らかにした。しかしながら、AMPA受容体がシナプスに集積することでどのように運動機能を補ったのかについては不明である。また、AMPA受容体はGluA1~4サブユニットが存在し、海馬や大脳皮質においてはGluA1/1・GluA1/2・GluA2/3といった組み合わせの複合体によりイオンチャネルが形成され、それぞれの役割が異なると考えられている。このようなことから、どのような神経回路を担う神経細胞にどのようなタイミングで、さらにはどのようなサブユニット複合体のAMPA受容体が集積することで失われた運動機能が補われているのかについて明らかにすることを目的として本研究計画を実施した。
AMPA受容体を動物個体で時空間的に操作するため、光照射依存的に活性酸素を放出する光増感物質を用いた分子機能不活化法（Chromophore-assisted light inactivation：CALI法）を用いて、動物個体においてもGluA1/1やGluA2/3といったAMPA受容体サブユニットを特異的に機能阻害する手法を確立した。また、経路特異的にAMPA受容体の機能阻害をする上で遺伝子でコードされた光増感タンパク質を用いる必要があるため、AMPA受容体サブユニットに融合し高効率で機能阻害を誘導する光増感タンパク質を開発した。
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