2022 Fiscal Year Annual Research Report
運動機能回復過程で形成される投射経路の機能的意義：サル脳損傷モデルによる解析
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20H04061
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
肥後 範行 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 研究グループ長 (80357839)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山本 竜也 つくば国際大学, 医療保健学部, 助教 (60724812)
村田 弓 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 情報・人間工学領域, 主任研究員 (80512178)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | リハビリテーション / 脳損傷 / 非ヒト霊長類 / 動物モデル / 神経可塑性 / 巧緻動作 / 組織化学 / マカクサル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脳に損傷などの異常が無く把握動作の学習のみを行った健常マカクサルと、第一次運動皮質をイボテン酸を用いた興奮性細胞死により損傷した後、把握動作を用いたリハビリテーション訓練による機能回復が生じたマカクサルを対象として、機能代償に関わることが明らかになっている運動前野腹側部（PMｖ）に解剖学トレーサーであるビオチンデキストランアミンを注入した。ビオチンデキストランアミンが充分に神経細胞に取り込まれ軸索を通じて運動前野腹側部と直接結合している領域に移動した後に実験殺と還流固定を行い、その後に脳および脊髄組織を採取した。免疫組織化学染色によりビオチンデキストランアミンを可視化した結果、第一次運動野損傷個体の頭頂葉においては健常個体よりもその分布の拡大がみられ、新規投射の形成が示唆された。さらにこれまでの私たちの研究で、第一次運動野損傷後に機能回復が生じた個体では、機能代償にかかわるPMｖから小脳核に至る投射が新規に形成されること、新規の投射は小脳コンパートメントマーカーの一つであるaldolase Cの発現が少ない領域に限られることを明らかにした。健常マカクサルの小脳における小脳コンパートメントマーカー（aldolase C、Phospholipase C beta 3 and Phospholipase C beta 4）の発現を調べた結果、小脳皮質、小脳核、前庭神経核におけるマーカーの発現は、げっ歯類小脳における発現よりも広範囲に拡大しているいることを明らかにした。この発現パターンの違いは、霊長類の小脳がげっ歯類の小脳と比べて運動機能だけでなく認知的な機能を持つことと関係している可能性がある。この成果を原著論文にまとめ、現在英文国際誌に投稿、査読中である。今後マカクサルにおけるマーカーの発現パターンと、第一次運動野損傷後の運動機能回復過程における投射変化の関係を解析する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
第一次運動野損傷個体と健常個体の解剖学トレーサービオチンデキストランアミンの脳内分布比較についてデータが蓄積している。さらに霊長類脳における小脳コンパートメントマーカーの特徴的発現パターンに関するデータをまとめ国際英文ジャーナルへの投稿に至った。
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| Strategy for Future Research Activity |
第一次運動野損傷個体と健常個体の解剖学トレーサービオチンデキストランアミンの脳内分布比較についてデータをまとめ論文を執筆する。霊長類脳における小脳コンパートメントマーカーの特徴的発現パターンに関するデータに関して国際英文ジャーナルからの査読に適切に対応しアクセプトと公表を目指す。
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