2014 Fiscal Year Research-status Report
口腔顔面運動神経細胞に入力するコリン作動性C-terminalネットワークの解析
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25860152
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| Research Institution | National Defense Medical College |
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Principal Investigator |
松井 利康 防衛医科大学校(医学教育部医学科進学課程及び専門課程、動物実験施設、共同利用研究, 医学教育部医学科専門課程, 助教 (90531343)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | コリン作動性ニューロン / 介在ニューロン / 運動ニューロン / 脳幹網様体 / 脳神経運動核 / ウイルスベクター / 神経トレーサー / partition細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脳幹網様体に分布するコリン作動性介在ニューロンは，口腔顔面の筋を支配する脳神経運動核に大型の神経終末C-terminalを投射する．これらニューロン（C-terminal起始細胞）のうち，延髄尾側の中心管近傍に分布する集団は転写因子Pitx2を発現する．脊髄では，コリン作動性介在ニューロンの１種：partition細胞がC-terminal起始細胞であり，その細胞マーカーとしてPitx2が知られている．このことから，脳幹のC-terminal起始細胞は脊髄のpartition細胞に類似した細胞特徴を持つと予想される．そこで両ニューロン間の形態学的特徴を比較するため，Cre/loxP誘導ウイルスベクターとChAT-Creトランスジェニックマウスを用いて，脊髄partition細胞の可視化を行った．その結果，partition細胞の樹状突起分枝が可視化されるとともに，軸索は両側の脊髄前角運動ニューロンに投射することが示された．脳幹に分布するC-terminal起始細胞の神経トレーシングでも，両側性かつ複数の運動神経核にまたがった投射が観察されることから，脳幹と脊髄のC-terminal起始細胞が類似した投射様式をもつ可能性が明らかにされた．
加えて，アセチルコリン前駆体のコリンを輸送することが報告されている有機カチオントランスポーターOCT2について，抗OCT2抗体を用いた免疫組織化学でマウス脳幹における局在を検討した．OCT2は脳神経運動核運動ニューロンに接する神経終末に分布しており，コリン作動性神経マーカーとの共局在性が観察された．以上から，OCT2は脳神経運動核のコリン作動性神経終末において，シナプス間隙に遊離されたコリンの再取り込みに機能することが示唆された．
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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
平成２６年度の当初計画では，１）コリン作動性ニューロン選択的な標識によるC-terminal投射系の可視化，２）C-terminal起始細胞の新規マーカーの探索，３）C-terminal起始細胞に対する入力の神経化学的性状の解明，の３点を予定していた．
１）について，脊髄に分布するC-terminal起始細胞（partition細胞）の可視化を行い，その樹状突起分枝および軸索投射様式を明らかにした．２）については，アセチルコリン－リサイクリング機能分子であるOCT2の分布を検討し，OCT2が脳において脳神経運動核でコリン作動性神経終末に分布することを示した．３）については，当初計画よりも神経トレーシングとニューロン全体像の構築に時間がかかり，C-terminal起始細胞に対する入力の解析までは進めていない．以上から，一部計画において若干遅れが生じているものの，研究計画全体はおおむね順調に進展していると評価した．
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| Strategy for Future Research Activity |
当年度は，次の２点について研究を進める予定である．
１．ウイルスベクターの改良とコリン作動性介在ニューロンの形態解析
現在，ニューロンの標識に利用しているCre/loxP誘導性ウイルスベクターは，樹状突起を精細に可視化するのに対して軸索の可視化を若干苦手とする．当年度はこの問題点を解決するため，レポーター遺伝子の膜移行シグナルを変更したベクターを作製する．続いて，このベクターを用いて脳幹網様体に分布するコリン作動性介在ニューロンの可視化を行い，その形態学的特徴を決定する．
２．脳幹網様体のコリン作動性ニューロンに対する神経連絡の解析
脳幹網様体に分布するコリン作動性介在ニューロンの一部は，脳神経運動核を構成する運動ニューロンの興奮性調節に関与する．この調節系の機能を理解するには，コリン作動性介在ニューロンに連絡するニューロンの分布と性質を明らかにする必要がある．そこで逆行性トレーサーを脳幹網様体へ注入し，コリン作動性介在ニューロンに連絡する神経核を検討する．また同定された神経核に順行性トレーサーを注入し，コリン作動性介在ニューロンのどの細胞部位（細胞体や樹状突起など）にシナプスを形成するのか解析する．
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| Causes of Carryover |
研究計画の一部について若干の遅れが生じたため，使用額が当初の見込み額より少なくなった．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
全体の研究計画に変更はないため，平成２７年度における研究用試薬の購入費に充てる予定である．
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