脊髄中の遺伝子発現の変動から神経筋システムの可塑性を調べる方法

一种通过脊髓基因表达变化研究神经肌肉系统可塑性的方法

• 批准号: 20K11444
• 负责人: 宮田 浩文
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Yamaguchi University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K11444/
• 关键词: 低酸素刺激; 呼吸筋支配運動ニューロン; ｍRNA発現; 運動ニューロン; 筋損傷; 神経栄養因子; 脊髄運動ニューロン; mRNA発現量; 可塑性

本研究では，脊髄の各種mRNAの発現量を比較し，神経系の可塑性を比較的簡単に調べる方法を模索している。本年度は，成熟ラットにおける間欠的低酸素曝露が筋及び中枢神経系の遺伝子発現に及ぼす影響を調べ，神経系の可塑性に関する知見を得ることを目的とした。成熟ICRオスマウス(n=12、18か月齢：平均体重46.7±4.3g)が用いられた。5匹のマウスは常酸素下で，7匹のマウスは間欠低酸素下にて飼育した。間欠的低酸素は、チャンバー内をO2コントローラーを用いてO2濃度を12.8%に調整し、午前中に15分毎で6回曝露し、連続7日間続けた。両群とも，室温下、12時間の明暗サイクルで管理され、食事は自由摂食とした。すべてのマウスには、ソムノペンチルの腹腔内投与によって麻酔を施し、脊髄の頸髄(C)、胸髄(T)、大脳、小脳、筋を採取した。採取したサンプルは、液体窒素によって凍結し分析まで-80℃で保存した。これまでの分析の結果、頸髄でold CTLと比較してOPN、NeuNが有意に低発現を示した。胸髄では、NeuNが有意に低発現を示した。また、OPNは低い発現の傾向が見られた。脳では、小脳でコントロールと比較してNeuNが有意に高発現を示した。大脳でもNeuNが有意に高発現を示した。このことから、脊髄においてOPNとNeuNに、脳においてNeuNに何らかの変化があったと考えられる。当初、低酸素による影響から呼吸ニューロンが存在する頸髄においてmRNA発現量に有意な高発現が見られると予想したがそうではなかった。この要因としては、12.8%の酸素濃度が弱かった可能性、前肢筋の支配ニューロンをたくさん含む頸髄全体ではわずかな変化しか生じなかった可能性が考えられる。

在这项研究中，我们正在寻找一种相对简单的方法，通过比较脊髓中各种mRNA的表达水平来检查神经系统的可塑性。今年，我们的目的是研究间歇性缺氧对成年大鼠肌肉和中枢神经系统基因表达的影响，并获得有关神经系统可塑性的知识。使用成年ICR雄性小鼠(n＝12，18个月大：平均体重46.7±4.3g)。五只小鼠饲养在常氧条件下，七只小鼠饲养在间歇性缺氧条件下。使用箱内O2控制器进行间歇性缺氧，将O2浓度调节至12.8%，并在早上每15分钟暴露6次，连续7天。两组均维持在室温下12小时的光/暗循环，并允许随意进食。所有小鼠均通过腹腔注射苏戊酯麻醉，收集颈脊髓（C）、胸脊髓（T）、大脑、小脑和肌肉。收集的样品用液氮冷冻并储存在-80°C直至分析。迄今为止的分析结果是，与旧的CTL相比，OPN和NeuN在颈脊髓中的表达显着降低。在胸脊髓中，NeuN 显示显着低表达。此外，观察到 OPN 低表达的趋势。在大脑中，与对照组相比，小脑中 NeuN 的表达显着升高。 NeuN 在大脑中也高度表达。这表明脊髓中的 OPN 和 NeuN 以及大脑中的 NeuN 发生了一些变化。最初，我们预计由于缺氧的影响，呼吸神经元所在的颈脊髓中会观察到显着高的 mRNA 表达水平，但事实并非如此。这可能是由于12.8%的氧气浓度较弱，而且整个颈脊髓可能只发生了很小的变化，而颈脊髓含有许多支配前肢肌肉的神经元。

项目成果

筋損傷がラット脊髄のmRNA発現に及ぼす影響

肌肉损伤对大鼠脊髓mRNA表达的影响

• 发表时间: 2020
• 作者: 日高茂暢;後藤和彦;中村理美;山津幸司;井上伸一;芳野正昭;松山郁夫;中島 遼太郎，芦田 雪，山田 崇史，宮田 浩文
• 通讯作者: 中島 遼太郎，芦田 雪，山田 崇史，宮田 浩文

収縮特性が異なる骨格筋における筋損傷からの回復過程の差異

不同收缩特性的骨骼肌肌肉损伤恢复过程的差异

• 发表时间: 2020
• 作者: 重谷 有亮，米田 昂生;中田 恵太;芦田 雪，山田 崇史，宮田 浩文
• 通讯作者: 芦田 雪，山田 崇史，宮田 浩文

マウス下腿筋の急性肥大に対するマイオカイン発現の加齢変化

小鼠小腿肌肉急性肥大引起的肌因子表达的年龄相关变化

• 发表时间: 2022
• 作者: 樋口倫子 杉浦雄策 小林好信 蓮井貴子;小林 俊介，中田 恵太，古賀 裕輔，杉浦 崇夫， 宮田 浩文
• 通讯作者: 小林 俊介，中田 恵太，古賀 裕輔，杉浦 崇夫， 宮田 浩文

脊髄における神経栄養因子遺伝子発現の加齢変化

脊髓神经营养因子基因表达的年龄相关变化

• 发表时间: 2021
• 作者: 樋口倫子 杉浦雄策;小林 俊介，中島 遼太郎，原田 紘佑，杉浦 崇夫，宮田 浩文
• 通讯作者: 小林 俊介，中島 遼太郎，原田 紘佑，杉浦 崇夫，宮田 浩文

運動様式の違いがサラブレッド骨格筋における各種マイオカインの遺伝子発現に及ぼす影響

不同运动方式对纯种骨骼肌多种肌因子基因表达的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 宮田 浩文，米田 昴生，上藤 拓真，向井 和隆，高橋 佑治，胡田 悠作，大村 一