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Modification of somatosensory behaviors by intervention of glial cell subsets

Planned Research

Project AreaGlia decoding: deciphering information critical for brain-body interactions
Project/Area Number 20H05900
Research Category

Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Transformative Research Areas, Section (III)
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

津田 誠  九州大学, 薬学研究院, 教授 (40373394)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 齊藤 秀俊  国際医療福祉大学, 福岡薬学部, 准教授 (90444794)
Project Period (FY) 2020-11-19 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥100,100,000 (Direct Cost: ¥77,000,000、Indirect Cost: ¥23,100,000)
Fiscal Year 2024: ¥20,800,000 (Direct Cost: ¥16,000,000、Indirect Cost: ¥4,800,000)
Fiscal Year 2023: ¥21,190,000 (Direct Cost: ¥16,300,000、Indirect Cost: ¥4,890,000)
Fiscal Year 2022: ¥21,840,000 (Direct Cost: ¥16,800,000、Indirect Cost: ¥5,040,000)
Fiscal Year 2021: ¥19,370,000 (Direct Cost: ¥14,900,000、Indirect Cost: ¥4,470,000)
Fiscal Year 2020: ¥16,900,000 (Direct Cost: ¥13,000,000、Indirect Cost: ¥3,900,000)
Keywordsアストロサイト / ミクログリア / 脊髄後角 / 脳 / 疼痛
Outline of Research at the Start

本研究では,脊髄でのグリア細胞の多様性と,体性感覚(特に痛みと痒み)の情報処理とその結果として表出する行動におけるサブセット独自の役割を明らかにする。さらに,脳からのトップダウンシグナルや末梢組織からの遠隔シグナルなどに注目し,グリアサブセットの活動制御メカニズムも明らかにする。また,慢性的な痛みや痒みにおけるグリアサブセットの役割も明らかにし,その治療応用に向けた基盤技術の創出を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では,代表者が最近見いだしたHes5陽性アストロサイトサブセット(脊髄では後角表層のみに存在)に注目し,脊髄後角での体性感覚情報処理とその結果として表出する行動における同サブセット固有の役割を明らかにする。
これまで得られた成果を踏まえ,青斑核の下行性ノルアドレナリン(LC-NA)神経シグナルによる痛覚過敏のメカニズムをさらに詳細に解析した。まず,下行性LC-NA神経の光遺伝学的刺激による脊髄後角でのNA放出を,脊髄後角アストロサイト特異的GrabNE発現マウスの脊髄スライスを用いて解析し,刺激強度依存的なNA放出を確認した。また,同刺激条件で痛覚過敏行動が出現し,その行動はα1A受容体阻害剤の脊髄くも膜下腔内投与により消失した。さらに,LC-NA神経の活動計測のためのファイバーフォトメトリー実験を開始した。
また,脊髄組織からのアストロサイトの単離法の最適化を行った。従来法では分取できるアストロサイト細胞数が非常に少なかったが,本研究では,低温活性化プロテアーゼ,細胞核マーカーDRAQ5およびACSA-2抗体を組み合わせたことで,高収率のアストロサイト単離法を新規に確立できた。また,灰白質アストロサイトをACSA-2強陽性細胞として分取できることも明らかにした。さらに同法を用い,シングルセルRNA-seq解析を実施し,詳細なデータ解析を開始した。
さらに,発達に伴うHes5陽性サブセットの時空間解析をHes5-Venus-KIマウスを用いて検討し,Hes5の発現が時空間的に変化することを示した。これまでの検討でHes5陽性アストロサイトが侵害刺激で活性化することを明らかにしているが,同様の刺激でHes5発現に変化は認められなかった。しかし,末梢神経損傷モデルにおいてHes5発現が減少することを明らかにした。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

今年度(翌年度までの継続も含む)の実施項目を遂行することができた。

Strategy for Future Research Activity

令和6年度の交付申請書の各項目に従って順次予定通り進めていき,分子から細胞,個体レベルで包括的に研究を実施していく。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (67 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (24 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 24 results,  Open Access: 15 results) Presentation (40 results) (of which Invited: 22 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Laminar-selective spinal astrocyte population capable of converting tactile information into nociceptive in rats2024

    • Author(s)
      Sueto Daichi、Onishi Akihisa、I Eriko、Yoshikawa Yu、Tsuda Makoto
    • Journal Title

      Journal of Pharmacological Sciences

      Volume: 154 Issue: 4 Pages: 312-315

    • DOI

      10.1016/j.jphs.2024.02.014

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Macrophages play a leading role in determining the direction of astrocytic migration in spinal cord injury via ADP-P2Y1R axis2023

    • Author(s)
      Ono Gentaro、Kobayakawa Kazu、Saiwai Hirokazu、Tamaru Tetsuya、Iura Hirotaka、Haruta Yohei、Kitade Kazuki、Iida Keiichiro、Kawaguchi Kenichi、Matsumoto Yoshihiro、Tsuda Makoto、Tamura Tomohiko、Ozato Keiko、Inoue Kazuhide、Konno Dai-Jiro、Maeda Takeshi、Okada Seiji、Nakashima Yasuharu
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 11177-11177

    • DOI

      10.1038/s41598-023-38301-8

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] GPR55 contributes to neutrophil recruitment and mechanical pain induction after spinal cord compression in mice2023

    • Author(s)
      Ono Teruaki、Yamashita Tomohiro、Kano Ryota、Inoue Mariko、Okada Shota、Kano Koki、Koizumi Schuichi、Iwabuchi Kazuhisa、Hirabayashi Yoshio、Matsuo Ichiro、Nakashima Yasuharu、Kamiguchi Hiroyuki、Kohro Yuta、Tsuda Makoto
    • Journal Title

      Brain, Behavior, and Immunity

      Volume: 110 Pages: 276-287

    • DOI

      10.1016/j.bbi.2023.03.008

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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Voltage-gated calcium channel subunit α2δ-1 in spinal dorsal horn neurons contributes to aberrant excitatory synaptic transmission and mechanical hypersensitivity after peripheral nerve injury2023

    • Author(s)
      Koga Keisuke、Kobayashi Kenta、Tsuda Makoto、Kubota Kazufumi、Kitano Yutaka、Furue Hidemasa
    • Journal Title

      Frontiers in Molecular Neuroscience

      Volume: 16 Pages: 1-13

    • DOI

      10.3389/fnmol.2023.1099925

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The Functions and Phenotypes of Microglia in Alzheimer’s Disease2023

    • Author(s)
      Fujikawa Risako、Tsuda Makoto
    • Journal Title

      Cells

      Volume: 12 Issue: 8 Pages: 1207-1207

    • DOI

      10.3390/cells12081207

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Microglial diversity in neuropathic pain2023

    • Author(s)
      Tsuda Makoto、Masuda Takahiro、Kohno Keita
    • Journal Title

      Trends in Neurosciences

      Volume: 46 Issue: 7 Pages: 597-610

    • DOI

      10.1016/j.tins.2023.05.001

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      2023 Annual Research Report
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  • [Journal Article] IP3R1-dependent astrocyte calcium signaling in chronic itch2023

    • Author(s)
      Miho Shiratori-Hayashi, Makoto Tsuda
    • Journal Title

      Neurosci Res

      Volume: 187 Pages: 40-40

    • DOI

      10.1016/j.neures.2022.09.013

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  • [Journal Article] A spinal microglia population involved in remitting and relapsing neuropathic pain2022

    • Author(s)
      Kohno Keita、Shirasaka Ryoji、Yoshihara Kohei、Mikuriya Satsuki、Tanaka Kaori、Takanami Keiko、Inoue Kazuhide、Sakamoto Hirotaka、Ohkawa Yasuyuki、Masuda Takahiro、Tsuda Makoto
    • Journal Title

      Science

      Volume: 376 Issue: 6588 Pages: 86-90

    • DOI

      10.1126/science.abf6805

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Neuronal pentraxin 2 is required for facilitating excitatory synaptic inputs onto spinal neurons involved in pruriceptive transmission in a model of chronic itch2022

    • Author(s)
      Kanehisa Kensho、Koga Keisuke、Maejima Sho、Shiraishi Yuto、Asai Konatsu、Shiratori-Hayashi Miho、Xiao Mei-Fang、Sakamoto Hirotaka、Worley Paul F.、Tsuda Makoto
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 2367-2367

    • DOI

      10.1038/s41467-022-30089-x

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      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Chemogenetic silencing of spinal cord-projecting cortical neurons attenuates Aβ fiber-derived neuropathic allodynia in mice2022

    • Author(s)
      Fujimori Kazuki、Sekine Misuzu、Watanabe Moeka、Tashima Ryoichi、Tozaki-Saitoh Hidetoshi、Tsuda Makoto
    • Journal Title

      Neuroscience Research

      Volume: 181 Pages: 115-119

    • DOI

      10.1016/j.neures.2022.05.001

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      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Selective Involvement of a Subset of Spinal Dorsal Horn Neurons Operated by a Prodynorphin Promoter in Aβ Fiber-Mediated Neuropathic Allodynia-Like Behavioral Responses in Rats2022

    • Author(s)
      Ishibashi Tadayuki、Yoshikawa Yu、Sueto Daichi、Tashima Ryoichi、Tozaki-Saitoh Hidetoshi、Koga Keisuke、Yamaura Ken、Tsuda Makoto
    • Journal Title

      Frontiers in Molecular Neuroscience

      Volume: 15 Pages: 911122-911122

    • DOI

      10.3389/fnmol.2022.911122

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      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Identification of Spinal Inhibitory Interneurons Required for Attenuating Effect of Duloxetine on Neuropathic Allodynia-like Signs in Rats2022

    • Author(s)
      Ishibashi Tadayuki、Sueto Daichi、Yoshikawa Yu、Koga Keisuke、Yamaura Ken、Tsuda Makoto
    • Journal Title

      Cells

      Volume: 11 Issue: 24 Pages: 4051-4051

    • DOI

      10.3390/cells11244051

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      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Stress-induced antinociception to noxious heat requires α1A-adrenaline receptors of spinal inhibitory neurons in mice2022

    • Author(s)
      Uchiyama Sawako、Yoshihara Kohei、Kawanabe Riku、Hatada Izuho、Koga Keisuke、Tsuda Makoto
    • Journal Title

      Molecular Brain

      Volume: 15 Issue: 1 Pages: 6-6

    • DOI

      10.1186/s13041-021-00895-3

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      2021 Annual Research Report
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  • [Journal Article] α1A-adrenaline receptors in dorsal horn inhibitory neurons have an inhibitory role in the regulation of chloroquine-induced itch in mice2021

    • Author(s)
      Shiraishi Yuto、Koga Keisuke、Yamagata Ryo、Hatada Izuho、Shiratori-Hayashi Miho、Tsuda Makoto
    • Journal Title

      Molecular Brain

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 55-55

    • DOI

      10.1186/s13041-021-00768-9

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      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Astrocytic STAT3 activation and chronic itch require IP3R1/TRPC-dependent Ca2+ signals in mice2021

    • Author(s)
      Shiratori-Hayashi Miho、Yamaguchi Chiharu、Eguchi Kazushi、Shiraishi Yuto、Kohno Keita、Mikoshiba Katsuhiko、Inoue Kazuhide、Nishida Motohiro、Tsuda Makoto
    • Journal Title

      Journal of Allergy and Clinical Immunology

      Volume: 147 Issue: 4 Pages: 1341-1353

    • DOI

      10.1016/j.jaci.2020.06.039

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  • [Journal Article] Nociceptive signaling mediated by P2X3, P2X4 and P2X7 receptors2021

    • Author(s)
      Inoue Kazuhide、Tsuda Makoto
    • Journal Title

      Biochemical Pharmacology

      Volume: 187 Pages: 114309-114309

    • DOI

      10.1016/j.bcp.2020.114309

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      2021 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Role of microglia and P2X4 receptors in chronic pain2021

    • Author(s)
      Kohno Keita、Tsuda Makoto
    • Journal Title

      PAIN Reports

      Volume: 6 Issue: 1 Pages: e864-e864

    • DOI

      10.1097/pr9.0000000000000864

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  • [Journal Article] Activation of spinal dorsal horn astrocytes by noxious stimuli involves descending noradrenergic signaling2021

    • Author(s)
      Kawanabe Riku、Yoshihara Kohei、Hatada Izuho、Tsuda Makoto
    • Journal Title

      Molecular Brain

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 79-79

    • DOI

      10.1186/s13041-021-00788-5

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  • [Journal Article] Spinal glial cells in itch modulation2021

    • Author(s)
      Shiratori‐Hayashi Miho、Tsuda Makoto
    • Journal Title

      Pharmacology Research & Perspectives

      Volume: 9 Issue: 6

    • DOI

      10.1002/prp2.754

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  • [Journal Article] A subset of spinal dorsal horn interneurons crucial for gating touch-evoked pain-like behavior2021

    • Author(s)
      Tashima Ryoichi、Koga Keisuke、Yoshikawa Yu、Sekine Misuzu、Watanabe Moeka、Tozaki-Saitoh Hidetoshi、Furue Hidemasa、Yasaka Toshiharu、Tsuda Makoto
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 118 Issue: 3

    • DOI

      10.1073/pnas.2021220118

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      2020 Annual Research Report
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  • [Journal Article] New Inhibitory Effects of Cilnidipine on Microglial P2X7 Receptors and IL-1β Release: An Involvement in its Alleviating Effect on Neuropathic Pain2021

    • Author(s)
      Yamashita Tomohiro、Kamikaseda Sawako、Tanaka Aya、Tozaki-Saitoh Hidetoshi、Caaveiro Jose M. M.、Inoue Kazuhide、Tsuda Makoto
    • Journal Title

      Cells

      Volume: 10 Issue: 2 Pages: 434-434

    • DOI

      10.3390/cells10020434

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Role of reactive astrocytes in the spinal dorsal horn under chronic itch conditions2020

    • Author(s)
      Shiratori-Hayashi M, Tsuda M.
    • Journal Title

      Journal of Pharmacological Sciences

      Volume: 144 Issue: 3 Pages: 147-150

    • DOI

      10.1016/j.jphs.2020.07.010

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  • [Journal Article] Spinal astrocytes in superficial laminae gate brainstem descending control of mechanosensory hypersensitivity2020

    • Author(s)
      Kohro Yuta、(他20名)、Mikoshiba Katsuhiko、Taylor Verdon、Inoue Kazuhide、Tsuda Makoto
    • Journal Title

      Nature Neuroscience

      Volume: 23 Issue: 11 Pages: 1376-1387

    • DOI

      10.1038/s41593-020-00713-4

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  • [Journal Article] Intrinsic braking role of descending locus coeruleus noradrenergic neurons in acute and chronic itch in mice2020

    • Author(s)
      Koga Keisuke、Shiraishi Yuto、Yamagata Ryo、Tozaki-Saitoh Hidetoshi、Shiratori-Hayashi Miho、Tsuda Makoto
    • Journal Title

      Molecular Brain

      Volume: 13 Issue: 1 Pages: 144-144

    • DOI

      10.1186/s13041-020-00688-0

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  • [Presentation] 脊髄における痒み情報伝達と慢性皮膚炎による変調2024

    • Author(s)
      津田誠
    • Organizer
      第101回日本生理学会
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      津田誠
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      日本薬学会第144年会
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  • [Presentation] ACSA2抗体と低温活性プロテアーゼを用いた新たな脊髄アストロサイト高純度単離法の確立2024

    • Author(s)
      岩﨑令真、高露雄太、津田誠
    • Organizer
      日本薬学会第144年会
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  • [Presentation] 痛みの慢性化と緩和に関わるグリア細胞2023

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      津田誠
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      日本ペインクリニック学会第57回学術集会
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  • [Presentation] Control of neuropathic pain development and recovery by spinal glial cells2023

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      津田誠
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      第46回日本神経科学大会
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  • [Presentation] 脊髄後角アストロサイト―神経相互作用による新規痛覚制御メカニズム2023

    • Author(s)
      川邉陸,内山瑳和子,津田誠
    • Organizer
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      第45回日本疼痛学会
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      河野敬太,白坂亮二,廣瀬恵太,芝田悠人,津田誠
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      第97回日本薬理学会年会
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      第54回関東機能的脳外科カンファレンス
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  • [Presentation] グリア細胞から慢性疼痛のメカニズムを紐解く2022

    • Author(s)
      津田誠
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      第26回日本心療内科学会総会・学術大会
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  • [Presentation] 神経障害性アロディニアにおける大脳皮質-脊髄後角経路の役割2022

    • Author(s)
      藤森一樹、津田誠
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      第39回日本薬学会九州山口支部大会
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  • [Presentation] 慢性疼痛からの自然回復過程におけるグリア細胞の役割2022

    • Author(s)
      津田誠
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      第96回日本薬理学会年会
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  • [Presentation] アストロサイト―神経相互作用を介した脊髄ノルアドレナリンによる双方向性痛覚制御2022

    • Author(s)
      川邉陸、吉原康平、津田誠
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      第96回日本薬理学会年会
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  • [Presentation] 神経障害性アロディニアにおける大脳皮質-脊髄後角神経路の役割2022

    • Author(s)
      藤森一樹、津田誠
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      第96回日本薬理学会年会
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  • [Presentation] 脊髄後角ノルアドレナリンに関連した鎮痛効果に重要な脊髄後角抑制性神経サブセット2022

    • Author(s)
      末藤大智,石橋忠幸,吉川優,山浦健,津田誠
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      第96回日本薬理学会年会
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  • [Presentation] 神経とアストロサイトを介した脊髄ノルアドレナリンによる両方向性の疼痛調節2022

    • Author(s)
      津田誠,川邉陸,内山瑳和子,吉原康平
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      第44回日本疼痛学会
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  • [Presentation] グリア細胞から紐解く慢性疼痛メカニズム2022

    • Author(s)
      津田誠
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      日本薬学会北陸支部特別講演会
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  • [Presentation] 痛みの慢性化メカニズム:グリア細胞と末梢シグナルから考える2022

    • Author(s)
      津田誠
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      千里ライフサイエンスセミナーS5
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  • [Presentation] 神経-グリア相互連関からわかってきた神経障害性疼痛メカニズム2022

    • Author(s)
      津田誠
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      第19回日本臨床腫瘍学会学術集会
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  • [Presentation] ミクログリアサブセットによる新しい疼痛制御2022

    • Author(s)
      津田誠
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      第95回日本薬理学会年会
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  • [Presentation] ストレス誘発性鎮痛におけるノルアドレナリンシグナルの関与2022

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      内山瑳和子,吉原康平,川邉陸,古賀啓祐,津田誠
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      第95回日本薬理学会年会
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  • [Presentation] レセルピン誘発線維筋痛症モデルにおけるミクログリアの役割2022

    • Author(s)
      齊藤秀俊,細井昌子,津田誠
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      第95回日本薬理学会年会
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      吉原康平,川邉陸,内山瑳和子,白坂亮二,古賀啓祐,津田誠
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      第95回日本薬理学会年会
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  • [Presentation] アストロサイトサブセットによる新しい疼痛制御機構2021

    • Author(s)
      津田誠
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      生体機能と創薬シンポジウム2020-2021
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  • [Presentation] アストロサイトサブセットによる新しい疼痛制御機構2021

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      津田誠
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  • [Presentation] 侵害刺激は下行性ノルアドレナリン神経シグナルを介して脊髄後角アストロサイトを活性化する2021

    • Author(s)
      川邉陸,吉原康平,津田誠
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      第64回日本神経化学会大会
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  • [Presentation] ストレス誘発性鎮痛におけるノルアドレナリンシグナルの関与2021

    • Author(s)
      内山瑳和子,吉原康平,川邉陸,古賀啓祐,津田誠
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  • [Presentation] ミクログリアと慢性疼痛:新しい調節機構2021

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      吉原康平,津田誠
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  • [Remarks] [プレスリリース] 新しいアストロサイト亜集団を発見~これまでの痛覚制御メカニズムの定説が変わる?~

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      https://www.kyushu-u.ac.jp/ja/researches/view/498

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Published: 2020-11-24   Modified: 2024-12-25  

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