「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

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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。