ミクログリアを介した機能的神経回路形成の分子基盤の解明

• Project/Area Number: 16J40220
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Neurophysiology / General neuroscience
• Research Institution: Tohoku University (2017-2018); National Center of Neurology and Psychiatry (2016)
• Principal Investigator: 佐柳 友規 東北大学, 生命科学研究科, 特別研究員(RPD) (00527012)
• Project Period (FY): 2016-04-22 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: ミクログリア / マーモセット / シナプス

Outline of Annual Research Achievements

ヒトを含む霊長類では、新生児期及び小児期にシナプスの急速な増大が起こり、小児期にピークに達した後、児童期、青年期、成人となる過程でシナプスが刈り込まれる。近年、この「オーバーシュート型」シナプス形成のダイナミクスの異常が様々な精神疾患に関与していることが明らかになりつつある。本研究計画では、小型霊長類マーモセットを用いて脳発達過程における形態学的解析及び分子発現解析を行い、ミクログリアを介した機能的神経回路の形成・再編成・成熟の分子基盤を解明することを目的にした。
まず、これまでに確立されていないマーモセット由来初代培養ミクログリアの調製法の確立を計画した。齧歯類、すなわちマウス及びラットからの初代培養ミクログリア調製法はすでに確立されているため、その手法を踏襲する予定であったが、発達の進んだ成体などからのミクログリアの取得が困難であることが問題点であった。また、生後直後のマーモセットの脳内におけるミクログリアを観察したところ、齧歯類における生後直後のミクログリア形態とは大きくかけ離れていることが明らかになり、マーモセットでは齧歯類よりも出生時点における脳の発達が進行していることが推測された。さらに、これまでの検討結果より、生後直後に加えて、各発達段階におけるミクログリアを用いた解析を行う必要が生じたため、新しく磁気ビーズを用いたミクログリアの単離方法を確立した。単離されたミクログリアは貪食アッセイを行い、脳内におけるミクログリアの機能を維持しているのかどうかを確認した。確立された細胞単離方法により各発達段階の大脳皮質各エリアからミクログリアを単離し、各種遺伝子発現の変化を解析した。さらに脳組織切片を用いた解析も実施した。ミクログリアの機能に関与する分子として、貪食マーカー、増殖マーカー、炎症サイトカイン、M2タイプミクログリアマーカーなどについて免疫染色を行った。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] 脳内ミクログリアの機能 (2017)
  • Author(s): 佐栁友規, 高坂新一
  • Journal Title: 日本生物学的精神医学会誌 Volume: 28 Pages: 69-75
• [Presentation] Microglial abnormality in the prefrontal cortex of a primate ASD model by prenatal exposure of valproic acid. (2017)
  • Author(s): Sanagi T, Sasaki T, Manabe T, Nakagaki K, Kohsaka S, Ichinohe N
  • Organizer: 第60回日本神経化学会
• [Presentation] Immune-related factors influenced postnatal synapse remodeling in the primate cerebral cortex (2017)
  • Author(s): Sasaki T, Sanagi T, Manabe T, Kohsaka S, Ichinohe N
  • Organizer: 第60回日本神経化学会
• [Presentation] 自閉症モデル霊長類の大脳皮質シナプス形成・再編成の異常 (2017)
  • Author(s): 佐々木哲也, 真鍋朋子, 中垣慶子, 佐栁友規, 高坂新一, 一戸紀孝
  • Organizer: 第122回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • Place of Presentation: 長崎
• [Presentation] Microglia abnormality in the cerebral cortex of a primate model of autism spectrum disorders． (2016)
  • Author(s): 佐栁友規, 佐々木哲也, 真鍋朋子, 高坂新一, 一戸紀孝
  • Organizer: 第59回日本神経化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2016-09-08
• [Presentation] 自閉症モデル霊長類の生後発達期神経回路再編成不全の検証 (2016)
  • Author(s): 佐々木哲也, 佐栁友規, 真鍋朋子, 中垣慶子, 高坂新一, 一戸紀孝
  • Organizer: 第59回日本神経化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2016-09-08
• [Presentation] 自閉症モデル霊長類の大脳皮質におけるミクログリアの形態異常 (2016)
  • Author(s): 佐栁友規, 佐々木哲也, 真鍋朋子, 高坂新一, 一戸紀孝
  • Organizer: 第39回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] 脳内ミクログリア (2016)
  • Author(s): 佐栁友規, 佐々木哲也, 一戸紀孝, 高坂新一
  • Organizer: 第59回日本神経化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Invited
• [Presentation] Verification of abnormality of postnatal synapse formation/pruning in a primate model of ASD． (2016)
  • Author(s): T.SASAKI, T.SANAGI.K.NAKAGAKI, T.MANABE, N.ICHINOHE
  • Organizer: Neuroscience 2016
  • Place of Presentation: サンディエゴ
  • Int'l Joint Research