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本研究では、ウイルスベクターを利用した神経ネットワーク解析や解剖学・生理学・行動学的解析を駆使して、中枢神経損傷後の脊髄介在ニューロン(脊髄INs)の神経可塑性変化による機能回復機構を明らかにする。これまでの研究成果において、胸髄に位置しかつ腰髄に神経軸索を投射している神経細胞集団には興奮性および抑制性神経細胞の両者が含まれることを明らかにしている。またこれら細胞集団の神経投射パターンを明らかにしている。
本年度においては、これら細胞集団がそれぞれ同側もしくは対側の一方向のみに神経投射しているのかを確かめるために、逆行性神経トレーサー等を駆使して解析を行った。その結果、これら細胞集団は同側もしくは対側の腰髄のいずれかにしか神経投射を行っていないことが明らかになった。次に異なる細胞集団ごとの機能解析を行うため、それぞれ投射パターンが異なる細胞集団に対して神経回路特異的に神経細胞死を誘導した後、行動学的解析を行った。その結果、同側に神経投射している細胞集団の神経細胞死を誘導した時のみ行動変化がみられた。また、全ての行動解析を行った後、神経回路特異的に細胞死を誘導できたか否かを確かめるために、逆行性トレーサーを片側腰髄領域に注入して、胸髄領域での細胞の有無を確認した。その結果、コントロール群に比べて有意に細胞死を誘導することができていることが確認できた。これらの結果は、胸髄に位置しかつ腰髄に神経投射をしている細胞集団においては、同側に神経投射している細胞集団のみ機能的な神経回路を形成している可能性を示唆するものである。
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