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うつ発症機序の解明を目指したマウス前頭前野の長期in vivo2光子イメージング

Research Project

Project/Area Number 14J01625
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Brain biometrics
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

澤田 和明  北海道大学, 情報科学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2015: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsin vivo 2光子顕微鏡法 / 大脳皮質前頭前野 / in vivo 2光子顕微鏡法 / 超解像蛍光顕微鏡法 / 樹状突起スパイン / 慢性ストレス / うつ病
Outline of Annual Research Achievements

うつ病の発症メカニズムは過剰なストレスが脳のある特定の神経回路や神経細胞に変化を引き起こすと推測されている。本研究では、ストレスによって正常なマウスがうつ様の症状を発症する過程において、in vivo2光子顕微鏡法を用いて、大脳皮質前頭前野領域における樹状突起スパインの形態変化を捉えることで、発症・回復機序に関する知見を得ることである。本年度では、昨年度までに得られた成果である、前頭前野の樹状突起スパインにおける形態変化について論文を執筆した。この成果から固定脳における樹状突起スパインの変化を確認したため、次は昨年度まで開発してきた新規ピコ秒光源を用いたin vivo2光子顕微鏡法を前頭前野領域の樹状突起スパイン観察を試みた。その結果、前頭前野のスパイン観察までは至らなかったが、通常では観察が困難である表層から1.7mm深部に位置する前頭野細胞体の可視化まで達成した。スパイン観察まで至らなかった原因として蛍光の励起強度の指標である2光子励起確率の不足が考えられた。そのため、2光子励起確率に関わる変数の一つである繰り返し周波数を変更し、昨年度開発した顕微鏡法に比べて約5倍の2光子励起確率を用いることで観察深度の向上を試みた。しかしながら、昨年度までの方法と同程度の深さまでしか可視化できず、スパイン観察までは至らなかった。この結果から、繰り返し周波数の大きさには閾値があることが示唆されたため、今後は2光子励起確率における繰り返し周波数以外の変数を精査していく必要がある。

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

    (10 results)

All 2016 2015 2014

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] In vivo two-photon imaging of mouse hippocampal neurons in dentate gyrus using a light source based on a high-peak power gain-switched laser diode2015

    • Author(s)
      Ryosuke Kawakami, Kazuaki Sawada, Yuta Kusama, Yi-Cheng Fang, Shinya Kanazawa, Yuichi Kozawa, Shunichi Sato, Hiroyuki Yokoyama and Tomomi Nemoto
    • Journal Title

      Biomed. Opt. Express

      Volume: 6 Issue: 3 Pages: 891-901

    • DOI

      10.1364/boe.6.000891

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Interactive Visual Exploration of Overlapping Similar Structures for Three-dimensional Microscope Images2014

    • Author(s)
      M. Nakao, S. Takemoto, T. Sugiura, K. Sawada, R. Kawakami, T. Nemoto and T. Matsuda
    • Journal Title

      BMC Bioinformatics

      Volume: 15 Issue: 1 Pages: 415-415

    • DOI

      10.1186/s12859-014-0415-x

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Visualizing in vivo Brain Neural Structures Using Volume Rendered Feature Spaces2014

    • Author(s)
      Megumi Nakao, Kosuke Kurebayashi, Tadao Sugiura, Tetsuo Sato, Kazuaki Sawada, Ryosuke Kawakami, Tomomi Nemoto, Kotaro Minato, Tetsuya Matsuda
    • Journal Title

      Computers in Biology and Medicine

      Volume: 53 Pages: 85-93

    • DOI

      10.1016/j.compbiomed.2014.07.007

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Morphological analysis of dendritic spines using structured illumination microscopy with a clearing method for the fixed mouse brain2016

    • Author(s)
      Kazuaki Sawada, Ryosuke Kawakami, Tomomi Nemoto
    • Organizer
      第93回日本生理学会大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(札幌)
    • Year and Date
      2016-03-24
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Morphological analysis of dendritic spines in the fixed brain using the super resolution microscopy with the clearing reagent2016

    • Author(s)
      Kazuaki Sawada, Ryosuke Kawakami, Tomomi Nemoto
    • Organizer
      レゾナンスバイオ公開シンポジウム「Swinging on the Chromophore」
    • Place of Presentation
      KKR熱海(熱海)
    • Year and Date
      2016-03-17
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 透徹化固定脳における大脳皮質スパイン形態の超解像イメージング2015

    • Author(s)
      Kazuaki Sawada, Ryosuke Kawakami, Tomomi Nemoto
    • Organizer
      レーザー学会 第484回研究会「ニューロフォトニクス」
    • Place of Presentation
      ホテルグランドヒル市ヶ谷(東京)
    • Year and Date
      2015-12-03
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Morphological analysis of dendritic spines in the mouse prefrontal cortex layer V pyramidal neurons induced by the depression-like symptom2015

    • Author(s)
      Kazuaki Sawada, Ryosuke Kawakami, Tomomi Nemoto
    • Organizer
      The 16 th RIES-Hokudai international symposium 2015
    • Place of Presentation
      ガトーキングダムサッポロホテル(札幌)
    • Year and Date
      2015-11-10
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] In vivo two-photon imaging of hippocampal neurons in dentate gyrus using a newly developed a high–peak power 1064-nm light source based on a gain-switched laser diode2015

    • Author(s)
      Kazuaki Sawada, Ryosuke Kawakami, Yuta Kusama, Yi-Cheng Fang, Shinya Kanazawa, Yuichi Kozawa, Shunichi Sato, Hiroyuki Yokoyama, Tomomi Nemoto
    • Organizer
      Neuroscience 2015
    • Place of Presentation
      McCormick Place(シカゴ)
    • Year and Date
      2015-10-21
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evaluation of in vivo two-photon microscopy by imaging of embedded fluorescent beads in mouse brain2015

    • Author(s)
      Ryoji Kitamura, Kazuaki Sawada, Ryosuke Kawakami, Tomomi Nemoto
    • Organizer
      第120回日本解剖学会総会・全国学術集会・第92回日本生理学会大会合同大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場(兵庫県・神戸市)
    • Year and Date
      2015-03-21
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Evaluation of in vivo two-photon microscopy by imaging of fluorescent beads in mouse brain2014

    • Author(s)
      Ryoji Kitamura, Kazuaki Sawada, Ryosuke Kawakami, Tomomi Nemoto
    • Organizer
      The 15 th RIES-Hokudai international symposium 2014
    • Place of Presentation
      シャトレーゼ ガトーキングダム サッポロ(北海道・札幌市)
    • Year and Date
      2014-12-16
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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

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