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Correlative light and electron microscopy (CLEM) to identify propagating synuclein aggregates in the brain

Research Project

Project/Area Number 20K07743
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 51030:Pathophysiologic neuroscience-related
Research InstitutionJuntendo University

Principal Investigator

Koike Masato  順天堂大学, 大学院医学研究科, 教授 (80347210)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 波田野 琢  順天堂大学, 大学院医学研究科, 准教授 (60338390)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsパーキンソン病 / α-シヌクレイン / 凝集体 / 伝播モデル / p62 / 伝播 / 線条体 / 黒質 / シヌクレイン / リン酸化シヌクレイン / 免疫電子顕微鏡
Outline of Research at the Start

α-シヌクレインオリゴマーのマウス脳局所への注入による凝集体伝播のメカニズムを更に明らかにするためには、凝集体を特異的に標識し、凝集体や凝集体を含む神経細胞内のオルガネラやシナプスの構造を電顕レベルで観察する必要である。そこで、凝集体の蛍光による可視化が可能なp62-GFPノックインマウスを用いて凝集体伝播モデルを作成し、全脳組織における同一部位の光顕・電顕相関観察を行うことで、新たなバイオマーカーとしての超微形態像を明らかする。更に新規パーキンソン病モデルマウスでも同様の検討を行い、パーキンソン病における病理学的進展機構の更なる解明を目指す。

Outline of Final Research Achievements

To investigate the time-course of phosphorylated alpha synuclein localization, wild-type mice were sacrificed at 1, 4, 8, and 16 weeks after injection of mouse alpha-synlcein fibril. Many dotted or fibril phosphorylated alpha synuclein-positive structures were observed in the ipsilateral striatum at 4 weeks after injection. At this stage, round-shaped alpha synuclein-positive aggregates were observed in the cortex and substantia nigra. These round-shaped aggregates were mainly localized in the neuronal perikarya, which was confirmed by pre-embedding immunoelectron microscopy. We also investigated the time-course of phosphorylated alpha synuclein localization in p62-GFP knock-in mice. We confirmed colocalization of GFP signals with phosphorylated alpha synuclein by immunohistochemistry. However, GFP fluorescence were too weak to observe directly under the confocal laser microscope.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

α-シヌクレインのオリゴマーを動物脳局所へ注入後、リン酸化α-シヌクレイン陽性の凝集体の陽性領域を経時的に評価するin vivoの伝播モデルは、パーキンソン病における病理学的進展機構を明らかにする上で有用である。本研究課題においては、in vivoの実験系の入口にあたるオリゴマー注入と出口の伝播後の凝集体検出の間を繋ぐ凝集体伝播の途中の過程に関する経時的変化について光学顕微鏡レベルのみならず、電子顕微鏡レベルで詳細に検討を行うことに成功した。以上の成果はパーキンソン病における新たなバイオマーカーを見出すことに繋がる所見である。以上が研究成果の学術的、社会的意義である。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (63 results)

All 2023 2022 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (22 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 21 results,  Open Access: 18 results) Presentation (37 results) (of which Invited: 2 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] ユトレヒト大学(オランダ)

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    • NAID

      130008137904

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    • Year and Date
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      eneuro

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      10.1523/eneuro.0248-20.2020

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      岡本和樹、上窪裕二、山内健太、岡本慎一郎、高橋慧、石田葉子、小池正人、池谷裕二、櫻井隆、 日置寛之
    • Organizer
      第127回日本解剖学会総会・全国学術集会
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  • [Presentation] Susceptibility of subregions of prefrontal cortex and corpus callosum to damage by oxytocin-induced labor in male neonatal mice2022

    • Author(s)
      小池正人、北村絵里、平山貴士、砂堀毅彦、 亀田浩司、日置寛之、竹田省、板倉敦夫
    • Organizer
      第127回日本解剖学会総会・全国学術集会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] TH-GFP iPS 細胞を用いたGFP陽性ドパミン神経細胞のRNAseq解析2022

    • Author(s)
      横田睦美、角田宗一郎、吉野佑太朗、志賀孝宏、石川景一、岡野栄之、服部信孝、赤松和土、小池正人
    • Organizer
      第127回日本解剖学会総会・全国学術集会
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  • [Presentation] Nanobody-based Three-dimentional Immunohistochemical Detection with a Tyramide Signal Amplification Method, FT-GO2022

    • Author(s)
      Kenta Yamauchi、Kisara Hoshino、Yoko Ishida、 Masato Koike、Hiroyuki Hioki
    • Organizer
      第127回日本解剖学会総会・全国学術集会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Ultrastructural analysis of GFP-labeled dopaminergic neurons derived from control and PRKN-mutated patient TH-GFP iPSC lines2021

    • Author(s)
      横田睦美、角田宗一郎、吉野佑太朗、志賀孝宏、石川景一、岡野栄之、服部信孝、赤松和土、小池正人
    • Organizer
      第44回日本神経科学大会 CJK第1回国際会議
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Hippocampal CA2 labeling with an AAV2/PHP.eB vector. (AAV2/PHP2021

    • Author(s)
      岡本和樹、上窪裕二、山内健太、岡本慎一郎、高橋慧、石田葉子、櫻井隆、小池正人、池谷裕二、日置寛之
    • Organizer
      第44回日本神経科学大会 CJK第1回国際会議
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] FT-GO: a multiplex fluorescent tyramide signal amplification system for histochemical analysis2021

    • Author(s)
      山内健太、岡本慎一郎、古田貴寛、小池正人、日置寛之
    • Organizer
      第44回日本神経科学大会 CJK第1回国際会議
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  • [Presentation] 各種免疫電子顕微鏡法の実践2021

    • Author(s)
      小池正人
    • Organizer
      第46回組織細胞化学講習会
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    • Invited
  • [Presentation] PRKN変異患者ドパミン神経細胞におけるミトコンドリアスフェロイド化応答の電子顕微鏡解析2021

    • Author(s)
      横田睦美、角田宗一郎、吉野佑太朗、志賀孝宏、石川景一、岡野栄之、服部信孝、赤松和土、小池正人
    • Organizer
      日本解剖学会第109回関東支部学術集会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 蛍光チラミド増感法の開発とその応用2021

    • Author(s)
      山内健太、岡本慎一郎、古田貴寛、小池正人、日置寛之
    • Organizer
      日本解剖学会第109回関東支部学術集会
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  • [Presentation] 蛍光チラミド増感法の開発とその応用2021

    • Author(s)
      山内健太、岡本慎一郎、古田貴寛、小池正人、日置寛之
    • Organizer
      第126回日本解剖学会・全国学術集会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] PARK2 iPS細胞由来ドーパミン神経細胞における酸化ストレス下ミトコンドリア形態変化の電子顕微鏡観察2021

    • Author(s)
      横田睦美、角田宗一郎、吉野佑太朗、志賀孝宏、石川景一、岡野 栄之、服部信孝、赤松和土、小池正人
    • Organizer
      第126回日本解剖学会・全国学術集会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ゴルジ体酸性環境による糖鎖修飾の制御メカニズム2021

    • Author(s)
      曽高友深、前田裕輔、木下タロウ、小池正人
    • Organizer
      第126回日本解剖学会・全国学術集会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 前駆期パーキンソン病モデルマウスの作成2020

    • Author(s)
      田口智之、生野真嗣、本堂茉莉、Laxmi Kumar Parajuli、田口勝敏、上田潤、澤村正典、 奥田真也、中西悦郎、原淳子、上村紀仁、畑中悠佑、綾木孝、松澤秀一、田中雅樹、小池正人、柳沢正史、上村麻衣子、山門穂高、髙橋良輔
    • Organizer
      第43回日本神経科学大会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] iPS 細胞由来GFP標識ドパミン神経細胞の光顕-電顕相関観察2020

    • Author(s)
      横田睦美、角田宗一郎、志賀孝宏、石川景一、服部信孝、赤松和土、小池正人
    • Organizer
      第108回日本解剖学会・関東支部学術集会
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  • [Presentation] 小脳神経系におけるゴルジ体酸性環境の重要性2020

    • Author(s)
      曽高友深、小池正人
    • Organizer
      第108回日本解剖学会・関東支部学術集会
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  • [Presentation] Unique synaptic topography of crest-type synapses in the interpeduncular nucleus2020

    • Author(s)
      Parajuli LK、Wako K、Maruo S、Kakuta S、Koike M
    • Organizer
      第108回日本解剖学会・関東支部学術集会
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  • [Presentation] Developmental changes in dendritic spine morphology in the striatum and their alteration in an A53T alpha-synuclein transgenic mouse model of Parkinson's disease2020

    • Author(s)
      Parajuli LK、Wako K、Maruo S、Takahashi R、Koike M
    • Organizer
      第108回日本解剖学会・関東支部学術集会
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  • [Presentation] Overlapping Projections of Neighboring Direct and Indirect Pathway Neostriatal Neurons to Globus Pallidus External Segment2020

    • Author(s)
      日置寛之、岡本慎一郎、孫在隣、田中琢真、高橋慧、石田葉子、山内健太、古田貴寛、小池正人、藤山文乃
    • Organizer
      第108回日本解剖学会・関東支部学術集会
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  • [Book] 「各種免疫電子顕微鏡法の実践」組織細胞化学20212021

    • Author(s)
      小池正人
    • Total Pages
      254
    • Publisher
      学際企画
    • ISBN
      9784906514960
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  • [Remarks] 順天堂大学医学部 神経生物学・形態学講座

    • URL

      https://juntendo-cellbio.jp/

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  • [Remarks] 順天堂大学大学院医学系研究科神経機能構造学

    • URL

      https://juntendo-cellbio.jp/

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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