「重力ゲートウェイ反射」を制御する神経回路の解明と操作技術の開発

控制“重力门反射”的神经回路的阐明和操纵技术的开发

• 批准号: 22K07112
• 负责人: 山崎 剛士
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: National Institute for Physiological Sciences
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K07112/
• 关键词: ゲートウェイ反射; 神経回路; アデノ随伴ウイルスベクター; 血管ゲート; 交感神経; 感覚神経; 神経免疫; ニューロモデュレーション

神経系と免疫系の機能連関が様々な慢性炎症性疾患の病態形成に関与する。本研究室では、免疫性神経疾患である多発性硬化症のモデルマウスを用いて、重力を起点とする神経回路活性化により中枢神経組織への免疫細胞の侵入口「血管ゲート」が形成され、浸潤した自己反応性T細胞によって第5腰髄で病態が誘導される「重力ゲートウェイ反射」を発見した。本研究課題では、重力ゲートウェイ反射における血管ゲート形成に関与する神経回路の詳細を明らかにするため、第5腰椎 (L5) 後根神経節 (DRG) 感覚神経の投射を受けるニューロン、L5背側血管ゲートに投射する交感神経を解剖学レベル・分子生物学レベルで同定することを目的とした。2022年度は、抗重力筋であるヒラメ筋に投射するL5 DRG感覚神経とL5背側血管ゲートに投射する交感神経の間の神経接続を探索した。Cre recombinase依存的に赤色蛍光タンパクを発現するAi14マウスと、神経細胞特異的にCreを発現するアデノ随伴ウイルスベクター(rAAV) を用いて、標的神経をジェネティックに蛍光標識することを試みた。標的神経細胞から一度だけシナプスを乗り越えて後シナプス神経に遺伝子導入できる血清型rAAV1をAi14マウスのヒラメ筋に接種したところ、L5 DRG神経に加え、L5交感神経幹の神経細胞も蛍光標識された。この結果は、ヒラメ筋に投射する感覚神経とL5交感神経が経シナプス接続している、もしくはL5交感神経がヒラメ筋に直接投射している可能性を示唆している。次に、逆行性に軸索輸送され、投射元の神経細胞に遺伝子導入可能なrAAV-retroを静脈投与し、血管ゲート形成部に投射する神経細胞の標識を試みた。組織透明化法にて広範に解析したところ、L5背側血管近傍に投射する神経が標識されたことから、L5背側血管を中心に血管ゲートが形成されていることが確認された。

The functional relationship between the nervous system and the immune system is related to the pathogenesis of chronic inflammatory diseases. In this study, we found that the "gravity reflex" was induced by the activation of the nervous circuit, the invasion of immune cells into the central nervous system, and the formation, infiltration, and pathological induction of self-reactive T cells in the immune system of multiple sclerosis. This research topic is about the detailed understanding of the neural circuits involved in the formation of vascular pathways due to gravity and the projection of dorsal root ganglion (DRG) of lumbar vertebra (L5). In 2022, we explored the neural connections between the L5 DRG sensory system and the L5 dorsal vascular system. We will try to use Ai14 to detect the red light source that depends on Cre recombinase, the accompanying device to detect the neurone-specific Cre (rAAV), and the light source to detect the target nerve. The target neurons were cultured in vitro for a period of time, and the L5 DRG neurons and L5 sympathetic neurons were cultured in vitro for a period of time. The results indicate the possibility of direct projection of L5 sympathetic neurons into L5 sympathetic neurons. In addition, retrograde axonal transport and projection of neurons may be induced by AAV-retro, venous injection and vascular formation. Tissue transparency analysis, L5 dorsal vessel proximal projection, nerve identification, L5 dorsal vessel central vessel formation, and confirmation