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Live imaging for activated microglia in response to radiation-induced brain injury by utilizing transgenic medaka

Research Project

Project/Area Number 16K00541
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Risk sciences of radiation and chemicals
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Yasuda Takako  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 特任准教授 (40450431)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Fiscal Year 2018: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2017: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2016: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Keywordsマイクログリア / 放射線 / アポトーシス / ライブイメージング / トランスジェニックメダカ / 貪食 / ApoE / Lplastin / メダカ胚 / トランスジェニック / メダカ胚網膜 / 放射線損傷 / ミュラーグリア細胞 / 分化転換 / リプログラミング / SOX2 / Ascl1a / 免疫組織化学 / 幹細胞 / 細胞増殖 / 網膜 / 脳 / 神経細胞 / ミクログリア / in situ ハイブリダイゼーション / 脳腫瘍放射線治療 / 脳内免疫細胞 / メダカ
Outline of Final Research Achievements

Japanese medaka fish, Oryzias latipes, have an advantage over the mouse model: their embryos are small size and highly transparent, that enable us to observe the detailed process of induction of neuronal death and their removal by microglia in irradiated brains. We have demonstrated that the microglial activation includes two steps throughout the phagocytotic process, which can be indicated by the specific two biomarkers; L-plastin (lymphocyte cytosolic protein 1) at the initial phase of irradiation-induced phagocytosis and Apolipoprotein E (ApoE) at the later phase, respectively. In this study, I established the transgenic medaka embryos with fluorescent microglia to conduct live-imaging of microglial dynamics post-irradiation. Collectively, it was revealed that the recruitment of activated microglia was sustained for longer than several days even after injured neurons had been largely eliminated within 2 days post-irradiation.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

メダカ胚は、体躯が透明で脳内を容易に観察できるうえ、その脳のサイズは哺乳類と比較して大変小さく脳全体を俯瞰的に観察することが可能なモデル生物である。これらの利点を活かして、脳全体で誘発される放射線被ばくによるミクログリアの動態を可視化できるトランスジェニックメダカを作出し、その全容を明らかにするためライブイメージングを試みた。その結果、放射線誘発性のアポトーシスが貪食除去された後も数日に亘りミクログリアの活性化は継続している現象を見出した。本研究は発達期の脳を放射線の損傷から守る放射線防護剤の開発、さらに脳腫瘍などの放射線治療における小児の医療被ばく影響を回避する研究に役立つことが期待される。

Report

(5 results)
  • 2019 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2018 Research-status Report
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2020 2019 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Radical change of apoptotic strategy following irradiation during later period of embryogenesis in medaka (Oryzias latipes)2018

    • Author(s)
      Yasuda Takako、Ishikawa Yuta、Shioya Noriko、Itoh Kazusa、Kamahori Miyuki、Nagata Kento、Takano Yoshiro、Mitani Hiroshi、Oda Shoji
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 13 Issue: 8 Pages: e0201790-e0201790

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0201790

    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] メダカ胚で明らかになった放射線により活性化された脳内免疫細胞ミクログリアの動態2018

    • Author(s)
      保田隆子、舟山知夫、三谷啓志、尾田正二
    • Journal Title

      放射線生物研究

      Volume: 53 Pages: 31-43

    • NAID

      40021567236

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Abscopal Activation of Microglia in Embryonic Fish Brain Following Targeted Irradiation with Heavy-Ion Microbeam.2017

    • Author(s)
      Yasuda T, Kamahori M, Nagata K, Watanabe-Asaka T, Suzuki M, Funayama T, Mitani H, Oda S.
    • Journal Title

      Int J Mol Sci.

      Volume: 18(7) Issue: 7 Pages: 1428-1428

    • DOI

      10.3390/ijms18071428

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Specific Recruitment of Brain Immune Cell of Microglia Following Irradiation-Induced Brain Injury in Embryonic Medaka Model2020

    • Author(s)
      Takako Yasuda
    • Organizer
      第10回国際放射線神経生物学会大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Dynamics of activated microglia in response to radiation-induced brain injury2020

    • Author(s)
      Takako Yasuda
    • Organizer
      ElyT meeting
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] メダカ胚で明らかになった放射線損傷した網膜の再生へ寄与するSOX2発現前駆細胞2019

    • Author(s)
      保田隆子、中澤拓哉、三谷啓志、尾田正二
    • Organizer
      第62回大会日本放射線影響学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] SOX2 expressing Muller glia is essential for tissue regeneration in irradiated embryonic retina of medaka (Oryzias latipes)2019

    • Author(s)
      Takako Yasuda*, Takuya Nakazawa, Kei Hirakawa, Kento Nagata, Hiroshi Mitani and Shoji Oda
    • Organizer
      国際放射線神経生物学会大会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Retinal regeneration by ectopic proliferation of SOX2-positive Muller glia cells in embryonic retina of medaka (Oryzias latipes)2018

    • Author(s)
      Takako Yasuda, Kei Hirakawa, Kento Nagata, Takuya Nakazawa, Hiroshi Mitani and Shoji Oda
    • Organizer
      小型魚類研究会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] メダカ胚網膜で見出された休止組織幹細胞の増殖再開による放射線損傷の修復機構2018

    • Author(s)
      保田隆子、平川慶、中澤拓哉、釜堀みゆき、永田健斗、三谷啓志、尾田正二
    • Organizer
      日本放射線影響学会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] Medaka embryo at blastula stage can restore the irradiation-induced damages and avoid malformations but late stage embryo cannot do so2018

    • Author(s)
      Takako Yasuda, Kento Nagata, Michiyo Suzuki, Tomoo Funayama, Hiroshi Mitani, Shoji Oda
    • Organizer
      第8回国際放射線神経生物学会大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Embryonic medaka model unveiling efficient apoptotic cell clearance by specific microglial recruitment in response to irradiation2017

    • Author(s)
      Takako Yasuda
    • Organizer
      国際放射線神経生物学会
    • Place of Presentation
      ホテル双葉(新潟県湯沢市)
    • Year and Date
      2017-02-09
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] メダカ胞胚期における致死線量以下の放射線被ばくは孵化時の脳の形態形成異常を誘導しない2017

    • Author(s)
      保田 隆子, 永田 健斗, 釜堀 みゆき, 鈴木 芳代 , 横田 裕一郎 , 舟山 知夫 , 尾田 正二, 三谷 啓志
    • Organizer
      日本放射線影響学会第60回大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Abscopal Activated Immune Cell of Microglia Following Targeted Irradiation with Heavy-Ion Microbeam in Embryonic Fish Brain2017

    • Author(s)
      Takako Yasuda
    • Organizer
      63rd Annual International Meeting of Radiation Research Society
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 量子ビーム技術を活用した放射線生物物理学の最前線;メダカ胚で観察された重イオン局所照射によって誘発される照射野以外への影響2017

    • Author(s)
      保田 隆子、尾田 正二、舟山 知夫、三谷 啓志
    • Organizer
      第55回日本生物物理学会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] メダカをモデルとした小児がん脳腫瘍放射線照射に伴う脳内免疫細胞ミクログリアの応答2016

    • Author(s)
      保田隆子、五十嵐健人、浅香智美、永田健斗、鈴木芳代、横田裕一郎、尾田正二、舟山知夫、三谷啓志
    • Organizer
      日本放射線腫瘍学会
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館(京都府京都市)
    • Year and Date
      2016-11-25
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] メダカ胚をモデルとした免疫細胞ミクログリアの放射線応答と脳腫瘍治療への応用2016

    • Author(s)
      保田隆子、五十嵐健人、舟山知夫、尾田正二、三谷啓志
    • Organizer
      日本放射線影響学会
    • Place of Presentation
      JMSアステールプラザ(広島県広島市))
    • Year and Date
      2016-10-26
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] メダカ胚をモデルとした小児がん脳腫瘍放射線照射に伴う脳内免疫細胞ミクログリアの応答2016

    • Author(s)
      保田隆子、五十嵐健人、浅香智美、永田健斗、鈴木芳代、横田裕一郎、尾田正二、舟山知夫、三谷啓志
    • Organizer
      日本放射線腫瘍学会生物部会学術大会
    • Place of Presentation
      I-site なんば(大阪府大阪市)
    • Year and Date
      2016-07-15
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Remarks] メダカ胚で明らかになった活性化したミクログリアが脳内損傷部位から脳全体へ拡がる可能性

    • URL

      http://www.k.u-tokyo.ac.jp/info/entry/7_entry56/

    • Related Report
      2017 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2021-02-19  

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