中脳ドーパミン系の投射様式とパーキンソン病の発症に関与する神経基盤の解明

2012 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22500307
• 研究機関: 滋賀医科大学
• 研究代表者: 松田 和郎 滋賀医科大学, 医学部, 助教 (80444446)
• 研究分担者: 安原 治 滋賀医科大学, 医学部, 客員教授 (80239772) ; 古田 貴寛 京都大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (60314184) ; 藤山 文乃 同志社大学, 脳科学研究科, 教授 (20244022) ; 薗村 貴弘 鹿児島大学, 医歯(薬)学総合研究科, 助教 (40347092) ; 宇田川 潤 滋賀医科大学, 医学部, 教授 (10284027) ; 本間 智 滋賀医科大学, 医学部, 助教 (40285581) ; 安田 宗義 愛知医科大学, 医学部, 講師 (10440752)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2013-03-31
• キーワード: パーキンソン病 / ドーパミン / 黒質 / 線条体 / 大脳基底核 / 単一細胞 / シンドビスウイルス / トレーサー実験

研究概要

本研究では遺伝子組換えを行ったシンドビスウイルスをトレーサーとして用いて大脳基底核の黒質におけるドーパミン細胞単一細胞レベルで再構成し、定量的解析を行った。まず黒質線条体路においては、単一のドーパミン細胞の軸索はほぼ線条体のみに広範囲かつ高密度に分布していることが分かった。また、μオピオイド受容体との二重染色により、単一ドーパミン細胞の軸索は線条体のストリオソーム（パッチ）とマトリックスのコンパートメントに同時に送られることも明らかにされた。以上のことから、パーキンソン病における黒質ドーパミン細胞の脆弱性と予備力という二面性が説明される。すなわち、パーキンソン病ではドーパミン細胞の7割以上が脱落して初めて発症し、残存するドーパミン細胞においてもなおドーパミンの前駆体(L-dopa)が有効であることが知られているが、この原因として単一のドーパミン細胞の有する広範囲かつ高密度な軸索投射により線条体に何重にも軸索が重なりあっていることが予備力を実現していると考えられた。一方で、細胞の生存に必要な栄養・代謝バランスの面から考えると、ドーパミン細胞が非常に広範囲かつ高密度な軸索投射を有していることがエネルギー需要を著しく増大させるため脆弱性の原因になっていると推定された。すなわち、ドーパミン細胞は脆弱性と予備力という一見相反する性質を備えており、その神経基盤が形態学的に説明付けられた。
また、本研究では、線条体から淡蒼球内節、黒質網様帯、淡蒼球外節に投射する経路の解析を行った。この結果、ストリオソームのみならずマトリックスにも直接路（淡蒼球内節／黒質網様帯への投射）と間接路（主として淡蒼球外節への投射）投射細胞が存在することが判明した。また、ストリオソームにおける線条体黒質路細胞だけが、黒質緻密帯に主として出力し、一定量の側副路を淡蒼球、黒質網様帯に出力することも明らかになった。

現在までの達成度 (区分)

理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Right hepatic artery traveling anteriorly to the common bile duct (2013)
  • 著者名/発表者名: Honma S, Matsuda W, Kudo M
  • 雑誌名: Anat Sci Int 巻: 88(2) ページ: 93-96
  • DOI: DOI:10.1007/s12565-012-0134-1.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Correlative analysis of immunoreactivity in confocal laser-scanning microscopy and scanning electron microscopy with focused ion beam milling (2013)
  • 著者名/発表者名: Sonomura T, Furuta T, Nakatani I, Yamamoto Y, Unzai T, Matsuda W, Iwai H, Yamanaka A, Uemura M, Kaneko T
  • 雑誌名: Front Neural Circuits 巻: 7 ページ: in press
  • DOI: 10.3389/fncir.2013.00026
  • 査読あり
• [雑誌論文] 後交通動脈の臨床解剖学的検討 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松田和郎、薗村貴弘、平井宗一、本多祥子、本間智、古川智之、植村正憲、伊藤正裕、西克治、宇田川潤
  • 雑誌名: 臨床解剖研究会記録 巻: 13 ページ: 14-15
• [雑誌論文] 中脳ドパミン系の投射様式：パーキンソン病の発症に関与する神経基盤についての考察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松田和郎、古田貴寛、薗村貴弘、大原信司、布施郁子、武内重二、山上達人、金子武嗣、宇田川潤
  • 雑誌名: 機能的脳神経外科 巻: 51 ページ: 60-66
• [雑誌論文] 特発性頭蓋内圧亢進症の１例 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松田和郎、薗村貴弘、平井宗一、本間智、植村正憲、伊藤正裕、宇田川潤
  • 雑誌名: 臨床解剖研究会記録 巻: 12 ページ: 58-59
• [学会発表] 中脳非ドパミン細胞の投射様式を解析する (2013)
  • 著者名/発表者名: 松田和郎、古田貴寛、薗村貴弘、金子武嗣、宇田川潤
  • 学会等名: 第118回日本解剖学会
  • 発表場所: かがわ国際会議場
  • 年月日: 20130328-20130330
• [学会発表] 中脳非ドパミン細胞の投射様式を解析する (2012)
  • 著者名/発表者名: 松田和郎、古田貴寛、薗村貴弘、金子武嗣、宇田川潤
  • 学会等名: 第35回日本神経科学学会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場
  • 年月日: 20120918-20120921
• [学会発表] 脳神経外科医から診た「いのち」 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松田和郎
  • 学会等名: 第13回プロジェクトいのち定例会
  • 発表場所: 京都エミナース
  • 年月日: 20120603-20120603
  • 招待講演
• [図書] "Chapter 1: Imaging of dopaminergic neurons and implications for Parkinson’s disease." in Systems Biology of Parkinson's Disease (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsuda W
  • 総ページ数: 17
  • 出版者: Springer