Central command pathways: involvement of the orexinergic system

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申請者は中脳歩行誘発野（MLR）から延髄吻側腹外側野への投射経路がセントラルコマンド（CC）の脳内回路の一端であることを明らかにしていた（Koba et al. Nat Commun, 2022）．本研究はその経路を制御する上位脳領域の解明を目的として企画した．具体的には「ラット中脳歩行誘発野に投射する視床下部外側野のオレキシン産生神経（LH-MLR/Orx神経）はMLRを制御することでCC機能を生成する」との仮説を検証している．そのためにラット脳を対象とした神経回路解析実験，光遺伝学，オレキシン産生神経のみに遺伝子工学的介入を可能とする遺伝子改変ラットなどを活用した実験生物学的研究を展開している．2021年度には「ラットLH-MLR/Orx神経は運動に伴って興奮する」「オレキシン産生神経には交感神経活性能と歩行誘発能がある」ことを明らかにしていた．2022年度には自発走行中に標的神経細胞集団を選択的に抑制しながら生体信号を記録する実験から，「オレキシン産生神経は自発走行時の四肢の運動制御と血圧調節に必要である」ことを発見した．そして「LH-MLR/Orx神経には心血管反応の生成能と歩行誘発能がある」「LH-MLR/Orx神経は自発走行時の四肢の運動制御と血圧調節に必要である」ことを示唆するデータを得た．ただしこれらの示唆を結論付けるには異なったアプローチからの追試が必要であり，さらなる研究の実施を次年度に予定している．さらに，細胞膜とシナプス前領域（活性帯）を遺伝子工学的に可視化する実験手法を確立し，オレキシン産生神経の投射先と軸索分岐の調査を進めている．