医疗?健康
手足の运动制御に関わる神経回路の形成异常と机能障害を発见
筑波大学医学医疗系 桝正幸教授、玉冈晃教授らの研究グループは、脳の形成に重要な役割を持つ２つの脱硫酸化酵素の遗伝子を破壊したダブルノックアウトマウスで、皮质脊髄路の投射が异常であること、前肢の微细な运动に障害があることを明らかにしました。
大脳皮质と脊髄をつなぐ皮质脊髄路は、手足の运动制御に重要な役割を果たす神経回路です。体の中で最も长い神経路であることから、正しい回路を作るために多くの遗伝子が必要なことが分かっていますが、その详细な仕组みや、完成した皮质脊髄路が手足の运动をどのようにコントロールするかなどに関しては、今なお未解明の问题が残されています。
左右の大脳皮质から伸びる皮质脊髄路は、通常、ほとんどが延髄で正中线（脳を左右に分ける中央线）を交叉して反対侧の脊髄に入りますが、本研究で用いたダブルノックアウトマウスでは、この交叉が异常になることが分かりました。つまり、神経线维の约半数は正常通りに交叉しますが、残り半数は交叉せずに同侧を伸びるため、结果として、片侧の皮质脊髄路が脊髄の両侧に投射することとなり、脳の片侧を刺激すると両侧の前肢が动くことが明らかになりました。また、歩行や普通の运动は上手くできますが、前肢の细かい运动に异常が生じることが明らかになりました。
図 （左）成獣マウス脳の模式図（上段が左側面図、下段が底面図）。延髄から脊髄における左の皮質脊髄路の経路を赤で示す（大脳皮質から延髄までの経路は省略）。正常マウスでは、左側の大脳皮質から伸びる軸索は、ほとんどが延髄と脊髄の境界で正中線（破線）を交叉した後、脊髄の右側を下行し右側の手足の運動を制御する。ダブルノックアウト（DKO）マウスでは、左側の軸索が脊髄の両側へ投射し、両側の手足の運動を制御する。①と②はそれぞれ、正中線を交叉する軸索としない軸索を示す。 （右）Single pellet reaching テストの結果。透明な箱の隙間から前肢を伸ばし、壁の向こうに置かれた小さなエサをつかみ取り食べることができるか（矢印）を調べることにより、前肢の細かい運動機能を評価する。ダブルノックアウトマウスは正常マウスに比べてエサをうまくつかめない。
大脳皮质と脊髄をつなぐ皮质脊髄路は、手足の运动制御に重要な役割を果たす神経回路です。体の中で最も长い神経路であることから、正しい回路を作るために多くの遗伝子が必要なことが分かっていますが、その详细な仕组みや、完成した皮质脊髄路が手足の运动をどのようにコントロールするかなどに関しては、今なお未解明の问题が残されています。
左右の大脳皮质から伸びる皮质脊髄路は、通常、ほとんどが延髄で正中线（脳を左右に分ける中央线）を交叉して反対侧の脊髄に入りますが、本研究で用いたダブルノックアウトマウスでは、この交叉が异常になることが分かりました。つまり、神経线维の约半数は正常通りに交叉しますが、残り半数は交叉せずに同侧を伸びるため、结果として、片侧の皮质脊髄路が脊髄の両侧に投射することとなり、脳の片侧を刺激すると両侧の前肢が动くことが明らかになりました。また、歩行や普通の运动は上手くできますが、前肢の细かい运动に异常が生じることが明らかになりました。
図 （左）成獣マウス脳の模式図（上段が左側面図、下段が底面図）。延髄から脊髄における左の皮質脊髄路の経路を赤で示す（大脳皮質から延髄までの経路は省略）。正常マウスでは、左側の大脳皮質から伸びる軸索は、ほとんどが延髄と脊髄の境界で正中線（破線）を交叉した後、脊髄の右側を下行し右側の手足の運動を制御する。ダブルノックアウト（DKO）マウスでは、左側の軸索が脊髄の両側へ投射し、両側の手足の運動を制御する。①と②はそれぞれ、正中線を交叉する軸索としない軸索を示す。 （右）Single pellet reaching テストの結果。透明な箱の隙間から前肢を伸ばし、壁の向こうに置かれた小さなエサをつかみ取り食べることができるか（矢印）を調べることにより、前肢の細かい運動機能を評価する。ダブルノックアウトマウスは正常マウスに比べてエサをうまくつかめない。