[P-KS-30] ポスター（基礎）P30

[P-KS-30-4] 脊髄損傷後のリハビリテーションが皮質脊髄路の再編を促すメカニズムの解明

^○中西 徹, 藤田 幸, 山下 俊英 (大阪大学大学院医学系研究科分子神経科学)

Keywords:脊髄損傷, 神経回路, 可塑性

【はじめに，目的】

近年，脊髄損傷モデル動物を用いた実験により，皮質脊髄路から発芽した側枝が，損傷を免れた脊髄固有ニューロンに接続し新たな神経回路を形成することで，脊髄損傷後の運動機能回復に寄与することが明らかとなった。この過程で，皮質脊髄路軸索は一度過剰な側枝を伸長した後，標的細胞とシナプスを形成した側枝のみが残り，神経回路に組み込まれなかった余分な側枝は刈り込みを受ける。本研究では，リハビリテーションが皮質脊髄路からの側枝の刈り込みを促すことで，損傷後の運動機能回復に寄与する可能性について検証した。


【方法】

7週齢のC57BL/6J雌性マウスの胸髄に背側半切除術を行い，脊髄不完全損傷モデルマウスを作製した。これらのマウスをトレーニング群と非トレーニング群に分け，トレーニング群に対し，損傷後14日目から28日目にかけてRotarodによるトレーニングを実施した。また，両群のマウスの大脳皮質運動野後肢領域に，順行性神経トレーサーであるBiotinylated dextran amine（BDA）を注入し，皮質脊髄路からの側枝を標識した。その後，マウスの運動機能を損傷後14日目，21日目，28日目においてRotarod test，Ladder walk testを用いて評価するとともに，皮質脊髄路からの側枝数を損傷後28日目において測定した。

次に，軸索誘因/反発を制御するSemaphorin-Neuropilinシグナルに着目し，刈り込みのメカニズムの解析を行った。脊髄不完全損傷マウスの大脳皮質運動野後肢領域に，Neuropilin-1（Nrp-1）に対するsmall hairpin RNA（shRNA）を発現するアデノ随伴ウイルスベクターを注入した。その後，皮質脊髄路からの側枝数を損傷後28日目において測定した。

最後に，逆行性トレーサーであるFluoro-rubyを脊髄に注入し脊髄固有ニューロンを標識した。その後，免疫組織化学法により，Nrp-1のリガンドであるSemaphorin3A（Sema3A）の脊髄固有ニューロンにおける発現を検証した。

統計にはTukey-Kramer testとt検定を用い，統計学的有意水準は5%未満とした。




【結果】

Rotarodを用いたリハビリテーションによって，損傷後28日目における側枝数が減少するとともに，運動機能の回復が促進した。また，shRNAによるNrp-1のノックダウンによって，損傷後28日目における側枝数が増加した。さらに，Fluoro-rubyによって標識された脊髄固有ニューロンにおいて，Sema3Aの発現が観察された。


【結論】

リハビリテーションが側枝の刈り込みを促すことで，脊髄損傷後の運動機能回復に寄与していることが示唆された。また，ノックダウン実験と免疫組織化学法の結果，側枝の刈り込みにSema3A-Nrp-1シグナルが関与していることが示唆された。