「随意運動神経回路の機能シフト」

本研究では、中枢随意運動回路の可塑性を制御する機構を明らかにすることを目的とする。これまでの研究で、中枢神経損傷後に、運動機能を制御する皮質脊髄路が、損傷を免れた軸索から頚髄のレベルで側枝を形成し、interneuronsに新たな回路を形成することを、申請者は明らかにした。さらに運動神経回路の再編成現象を明確に評価するin vivoのシステムを確立し、神経回路の可塑性制御に関わる分子を同定した。以上の研究から、皮質脊髄路がどのように末梢神経に至る下位の経路を形成できるのかという疑問にある程度答えることができた。そこで本研究では、まず脳障害後の神経回路修復モデルを用いて、随意運動神経回路の可塑性を制御する上位の神経回路のメカニズムの解明を行う。初年度においては、dopaminergic meso-cortical projectionが一次運動野の可塑性を生み出す可能性について検証し、さらにそのメカニズムの解析を行う。meso-cortical projectionが皮質脊髄路ニューロンにシナプスを形成することで、皮質脊髄路の可塑性が誘導されるかという疑問に答えるために、meso-cortical projection特異的な不活化の技術を用いて検証する。２年次においては、前年度で終了するCREST研究の成果も土台にし、皮質脊髄路の上位および下位を包括して、随意運動システムがどのように可塑的変化を遂げるかという課題に対して、統合的にアプローチする。具体的には、片側脳障害後に皮質脊髄路ニューロンで変化する遺伝子発現を経時的かつ網羅的に解析し、皮質脊髄路の可塑性制御に必要な分子を特定する。In vivoにおいて随意運動回路を制御する分子機構を明らかにすることで、成体における神経回路再編成のメカニズムを解明することを到達目標とする。得られた成果を応用し、皮質脊髄路の可塑性を誘導するメカニズムを強めることで、運動機能障害を効果的に改善させる分子標的を見いだすことを最終目標とする。

 

 
最近の主要論文
1. Ueno, M., Fujiki, R. and Yamashita, T. (2014) A selector orchestrates cortical function. Nat. Neurosci. 17: 1016-1017.
2. Ueno, M., Fujita, Y., Tanaka, T., Nakamura, Y., Kikuta, J., Ishii, M. and Yamashita, T. (2013) Layer V cortical neurons require microglial support for survival during postnatal development. Nature Neurosci. 16: 543-551.
3. Muramatsu, R., Takahashi, C., Miyake, S., Fujimura, H., Mochizuki, H. and Yamashita, T. (2012) Angiogenesis induced by CNS inflammation promotes neural remodeling through vessel-derived prostacyclin. Nature Medicine 18: 1658-1664.
4. Muramatsu, R., Kubo, T., Mori, M., Nakamura, Y., Fujita, Y., Akutsu, T., Okuno, T., Taniguchi, J., Kumanogoh, A., Yoshida, M., Mochizuki, H., Kuwabara, S. and Yamashita, T. (2011) RGMa modulates T cell responses and is involved in autoimmune encephalomyelitis. Nature Medicine 17: 488-494.

投稿日:2015年12月20日