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三次元全脳イメージング法の構築と精神疾患モデル動物の脳構造解析

Research Project

Project/Area Number 14J01466
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Pharmacology in pharmacy
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

勢力 薫  大阪大学, 薬学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥2,800,000 (Direct Cost: ¥2,800,000)
Fiscal Year 2016: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords全脳イメージング / 精神疾患
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、当研究室で構築してきた、マウス全脳を細胞レベルの解像度でイメージングする装置を用いて、疾患モデルにおける脳構造や神経活動の変化を、全ての脳領域で解析し、精神疾患の病態や神経機能調節の機構の解明を目指す。昨年度までの研究において、活性化した神経細胞を標識するArc-dVenusマウスを用いて、N-methyl-D-aspartate (NMDA)受容体拮抗薬による統合失調症モデルの神経活動変化を解析し、いくつかの脳領域における神経活動の亢進を見出した。当該年度においては、上記の活動変化の意義や治療薬に対する反応性を全脳レベルで可視的に究明するため、以下の検討を行った。
1) 多数の脳領域の中でも、顕著なdVenus陽性細胞の増加が認められた眼窩前頭皮質を傷害し、NMDA受容体拮抗薬による行動異常に及ぼす影響を解析した。その結果、新奇環境下における自発運動量は偽手術群と同程度であったのに対し、眼窩前頭皮質の傷害により、NMDA受容体拮抗薬による多動が抑制されることを見出した。
2) NMDA受容体拮抗薬による神経活動変化に対する、抗精神病薬の作用を全脳レベルで解析した。ハロペリドールまたはクロザピンの前処置により、多くの脳領域においてdVenusの発現が抑制されるが、眼窩前頭皮質では、クロザピンによりdVenus陽性細胞が著しく減少するのに対し、ハロペリドールでは、ほとんど抑制されないことを見出した。
4) 上記の変化が、他の統合失調症モデルにも共通して認められるかを検証するため、メタンフェタミン投与マウスの全脳イメージングを実施し、神経活動パターンを比較した。その結果、薬物による多動は同程度であるものの、全脳レベルでの活動パターンはモデル間で大きく異なること、その中でも、眼窩前頭皮質や前嗅核における変化が、NMDA受容体拮抗薬投与モデルに特徴的であることを見出した。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2017 2016 2015 2014

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Critical involvement of the orbitofrontal cortex in hyperlocomotion induced by NMDA receptor blockade in mice.2016

    • Author(s)
      Seiriki K, Kasai A, Kuwaki T, Nakazawa T, Yamaguchi S, Hashimoto H.
    • Journal Title

      Biochem Biophys Res Commun.

      Volume: 480 Issue: 4 Pages: 558-563

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2016.10.089

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Simultaneous neuron- and astrocyte-specific fluorescent marking.2015

    • Author(s)
      Schulze W, Hayata-Takano A, Kamo T, Nakazawa T, Nagayasu K, Kasai A, Seiriki K, Shintani N, Ago Y, Farfan C, Hashimoto R, Baba A, Hashimoto H.
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 459 Issue: 1 Pages: 81-86

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2015.02.073

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] PACAP Enhances Axon Outgrowth in Cultured Hippocampal Neurons to a Comparable Extent as BDNF.2015

    • Author(s)
      Ogata K, Shintani N, Hayata-takano A, Kamo T, Higashi S, Seiriki K, Momosaki H, Vaudy D, Vaudy H, Galas L, Kasai A, Nagayasu K, Nakazawa T, Hashimoto R, Ago Y, Matsuda T, Baba A, Hashimoto H.
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 10 Issue: 3 Pages: e0120526-e0120526

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0120526

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 精神的ストレスにより活性化する神経核の情動行動における役割2017

    • Author(s)
      丹生光咲, 笠井淳司, 勢力薫, 五十嵐久人, 山口瞬, 山中章弘, 中澤敬信, 橋本均
    • Organizer
      第137会 日本薬学会年会
    • Place of Presentation
      宮城
    • Year and Date
      2017-03-25
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Whole-brain activity mapping analysis of brain regions associated with NMDAR antagonist-induced behavioral abnormalities in mice2017

    • Author(s)
      勢力薫、笠井淳司、桑木崇宏、丹生光咲、中雄一郎、五十嵐久人、中澤敬信、山口瞬、吾郷由希夫、橋本均
    • Organizer
      第90回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      長崎
    • Year and Date
      2017-03-15
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 社会的敗北ストレスによる社会的忌避行動時の全脳神経活動マッピング2016

    • Author(s)
      五十嵐 久人、笠井 淳司、勢力 薫、丹生 光咲、中 雄一郎、山浦 港`生、山口 瞬、中澤 敬信、橋本 均
    • Organizer
      第130回日本薬理学会近畿部会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2016-11-19
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Whole-brain activity mapping after restraint stress and analysis of neuronal innervation of the activated nucleus2016

    • Author(s)
      丹生 光咲、笠井 淳司、勢力 薫、山口 瞬、山中 章弘、中澤 敬信、橋本 均
    • Organizer
      第89回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      神奈川県横浜市
    • Year and Date
      2016-03-09
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] A new block-face serial microscopy tomography for computational mapping of brain cells, and unbiased comparative analysis2015

    • Author(s)
      勢力薫、笠井淳司、橋本岳、Schulze Wiebke, 丹生光咲、中澤敬信、橋本均
    • Organizer
      Neuroscience 2015
    • Place of Presentation
      Chicago, Illinois, USA
    • Year and Date
      2015-10-17
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ストレスにより活性化する神経細胞の全脳マッピングと定量的解析2015

    • Author(s)
      丹生光咲、笠井淳司、勢力薫、山口瞬、橋本岳、中澤敬信、橋本均
    • Organizer
      次世代を担う創薬・医療薬理シンポジウム2015
    • Place of Presentation
      東京都
    • Year and Date
      2015-08-29
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of a new imaging and analysis system to detect cellular or subcellular alterations in whole-brain structure and neuronal activity.2015

    • Author(s)
      勢力薫、笠井淳司、丹生光咲、山口瞬、橋本岳、中澤敬信、橋本均
    • Organizer
      第38回 日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      兵庫県神戸市
    • Year and Date
      2015-07-28
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] A new imaging system to detect whole brain structural and functional alterations at cellular and subcellular levels.2015

    • Author(s)
      勢力薫
    • Organizer
      第88回日本薬理学会年会
    • Place of Presentation
      愛知県
    • Year and Date
      2015-03-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 高精細三次元定量的全脳解析法の構築2014

    • Author(s)
      笠井淳司
    • Organizer
      2014年度包括型脳科学研究推進支援ネットワーク 冬のシンポジウム
    • Place of Presentation
      東京都
    • Year and Date
      2014-12-12
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 精神・神経疾患モデル動物の病態解析のための三次元全脳形態計測法の構築2014

    • Author(s)
      勢力薫
    • Organizer
      第57回日本神経化学会大会
    • Place of Presentation
      奈良県
    • Year and Date
      2014-09-30
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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