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Functional morphology of mice that can be visualized neuron-specific autophagy under stress

Research Project

Project/Area Number 21K06412
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 46020:Anatomy and histopathology of nervous system-related
Research InstitutionKyoto Prefectural University of Medicine

Principal Investigator

田中 雅樹  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (80264753)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 渡邊 義久  京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (50363990)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywordsオートファジー / 神経細胞 / GFP-LC3-RFP / トランスジェニックマウス / NPY / GFP-LC3 / 脳組織 / ストレス
Outline of Research at the Start

オートファジーが神経系機能に関与することが示唆されているが、詳細は不明である。本研究は、我々が作製したオートファジー活性化可視化トランスジェニックマウス(SYN1-GFP-LC3-RFPマウス)が、神経細胞特異的にどの程度オートファジーの活性化をモニターできるのかを補助事業期間中に脳内各部位で詳細に検討・評価し、実際にモデル動物を作製してストレス・情動系への関与を、オートファジー活性状況を組織学的に解析して明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

研究室で作製した神経特異的なオートファジー活性可視化マウスの解析に取り組んでいるが、繁殖の過程でなかなかホモ接合体のマウスが生まれず、苦労している。
神経特異的なsyn1プロモーター下にニューロンに発現する、SYN1-GFP-LC3-RFPトランスジェニックマウスの脳組織発現について脳全体について調べた。嗅球、線条体、海馬、橋核などにGFPを発現する細胞が出現した。大脳皮質や海馬でNeuNとの共存が見られるが、GFAPとの共存は見られず、これら発現細胞はニューロンであることが確かめられた。特に嗅球や海馬、線条体には軸索や樹状突起のような突起にGFPが出現し、RFPは主に細胞体に見られた。RFPは大脳皮質や海馬に発現があり、領域によって、ベースのオートファジー活性が異なることが示唆された。トランスジェニックマウスの初代培養細胞を用いた薬剤投与実験で、オートファジーを抑制するバフィロマイシンA1を投与するとGFP-LC3の凝集がみられ、オーファジーレセプターであるP62の凝集と共存が見られた。オートファジー活性化が進むと、GFPとRFPの比が低下することになるが、実際オートファジー誘導剤である、リチウムを飲水に混ぜて1か月投与させると、海馬錐体細胞の細胞体、樹状突起でGFP/RFPが低下した。今年度培養細胞や動物脳局所のオートファジー活性を上げたり、阻害させたりして詳細な検討を行う研究とATG5 floxマウスを用いた解析:SYN1-GFP-LC3-RFPマウスとATG5 floxマウスを交配してホモマウスを作製し、脳局所AAV-Creを感染させることにより、コンディショナルにATG5を脳局所でノックアウトしてオートファジーを止める研究を計画している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

SYN1-GFP-LC3-RFPトランスジェニックマウスの繁殖は生まれた、新生仔を母マウスが喰殺してしまい、思った以上に時間がかかることが判明した。そのためケージの中に育児ハウスを設けたり、バイトチップを与えたりして、ストレスを軽減させることで、ようやく仔マウスが増えたが、なぜか遺伝子検査では、ホモが出生していない。

Strategy for Future Research Activity

ホモマウスの出現を待って以下のプロジェクトを進める予定である。
1.初代培養細胞を用いた検索:2024年度はマウス海馬初代培養細胞を用いた解析を行って、オートファジーを止めたり、促進させたりすることによる、GFP-LC3やRFPの細胞内動態を組織細胞化学的に詳細に検討するとともにLC3抗体や抗GFP抗体を用いてウエスタンブロッティングによりオートファジーfluxを調べ、生化学的にもオートファジーを表現しているかどうかを確認する。
2.ATG5 floxマウスを用いた解析:SYN1-GFP-LC3-RFPマウスとATG5 floxマウスを交配してホモマウスを作製する。マイクロシリンジにて、脳局所AAV-Creを感染させることにより、コンディショナルにATG5を脳局所でノックアウトしてオートファジーを止める。
3.これまでのデータをまとめて、学会等で発表し、論文作成の準備を行う。

Report

(3 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (28 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (11 results) (of which Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 8 results) Presentation (12 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (5 results)

  • [Journal Article] Histological analysis of neuronal changes in the olfactory cortex during pregnancy2024

    • Author(s)
      Matsuda Ken Ichi、Takahashi Tomoki、Morishita Sae、Tanaka Masaki
    • Journal Title

      Heliyon

      Volume: 10 Issue: 5 Pages: e26780-e26780

    • DOI

      10.1016/j.heliyon.2024.e26780

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Validation of Wistar-Kyoto rats kept in solitary housing as an animal model for depression using voxel-based morphometry2024

    • Author(s)
      Yoshii Takanobu、Oishi Naoya、Sotozono Yasutaka、Watanabe Anri、Sakai Yuki、Yamada Shunji、Matsuda Ken-Ichi、Kido Masamitsu、Ikoma Kazuya、Tanaka Masaki、Narumoto Jin
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 3601-3601

    • DOI

      10.1038/s41598-024-53103-2

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Detection of biomagnetic signals from induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes using deep learning with simulation data2024

    • Author(s)
      Yamaguchi Takeshi、Adachi Yoshiaki、Tanida Takashi、Taguchi Katsutoshi、Oka Yoshinobu、Yoshida Takashi、Kim Wook-Cheol、Takahashi Kenji、Tanaka Masaki
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 7296-7296

    • DOI

      10.1038/s41598-024-58010-0

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] FoxP2 protein decreases at a specific region in the chick midbrain after hatching2023

    • Author(s)
      Bessho Chikafusa、Yamada Shunji、Tanida Takashi、Tanaka Masaki
    • Journal Title

      Neuroscience Letters

      Volume: 800 Pages: 137119-137128

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2023.137119

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  • [Journal Article] 神経変性疾患とオートファジー2022

    • Author(s)
      渡邊義久
    • Journal Title

      Journal of Kyoto Prefectural University of Medicine

      Volume: 131 Issue: 2 Pages: 115

    • DOI

      10.32206/jkpum.131.02.115

    • ISSN
      0023-6012
    • Year and Date
      2022-02-25
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  • [Journal Article] パーキンソン病におけるα-シヌクレインを介した神経変性メカニズムについて2022

    • Author(s)
      田口勝敏、田中雅樹
    • Journal Title

      Journal of Kyoto Prefectural University of Medicine

      Volume: 131 Issue: 2 Pages: 123

    • DOI

      10.32206/jkpum.131.02.123

    • ISSN
      0023-6012
    • Year and Date
      2022-02-25
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  • [Journal Article] Sweep imaging with Fourier transform as a tool with MRI for evaluating the effect of teriparatide on cortical bone formation in an ovariectomized rat model.2022

    • Author(s)
      Sotozono Y, Ikoma K, Kido M, Onishi O, Minami M, Wada H, Yamada S, Matsuda KI, Tanaka M, Takahashi K.
    • Journal Title

      BMC Musculoskelet Disord

      Volume: 23 Issue: 1 Pages: 16-16

    • DOI

      10.1186/s12891-021-04970-7

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The Role of Neuropeptide Y in the Nucleus Accumbens2021

    • Author(s)
      Tanaka Masaki、Yamada Shunji、Watanabe Yoshihisa
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 22 Issue: 14 Pages: 7287-7287

    • DOI

      10.3390/ijms22147287

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Efferent and Afferent Connections of Neuropeptide Y Neurons in the Nucleus Accumbens of Mice2021

    • Author(s)
      Yamada Shunji、van Kooten Nienke、Mori Takuma、Taguchi Katsutoshi、Tsujimura Atsushi、Tanaka Masaki
    • Journal Title

      Frontiers in Neuroanatomy

      Volume: 15 Pages: 741868-741868

    • DOI

      10.3389/fnana.2021.741868

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Subcellular dynamics of estrogen-related receptors involved in transrepression through interactions with scaffold attachment factor B12021

    • Author(s)
      Tanida T, Matsuda KI, Uemura T, Yamaguchi T, Hashimoto T, Kawata M, Tanaka M
    • Journal Title

      Histochemistry and Cell Biology

      Volume: 156 Issue: 3 Pages: 239-251

    • DOI

      10.1007/s00418-021-01998-7

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Healing Effect of Subcutaneous Administration of Granulocyte Colony-Stimulating Factor on Acute Rotator Cuff Injury in a Rat Model2021

    • Author(s)
      Kobayashi Y, Kida Y, Kabuto Y, Morihara T, Sukenari T, Nakagawa H, Onishi O, Oda R, Kida N, Tanida T, Matsuda KI, Tanaka M, Takahashi K
    • Journal Title

      Tissue Engineering Part A

      Volume: 27 Issue: 17-18 Pages: 1205-1212

    • DOI

      10.1089/ten.tea.2020.0239.a

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  • [Presentation] 神経特異的なオートファジー可視化トランスジェニックマウスの脳組織解析の試み.2023

    • Author(s)
      田中雅樹, 岡﨑與德, 田口勝敏, 渡邊義久
    • Organizer
      第128回日本解剖学会総会・全国学術集会
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  • [Presentation] Neuron specific autophagy-visualizing model in transgenic mice.2023

    • Author(s)
      Tanaka M, Taguchi K, Okazaki T, Watanabe Y
    • Organizer
      SOCIETY for NEUROSCIENCE
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  • [Presentation] 神経特異的なオートファジー可視化トランスジェニックマウスの脳組織解析の試み.2023

    • Author(s)
      田中雅樹, 岡﨑與德, 田口勝敏, 渡邊義久
    • Organizer
      第128回日本解剖学会総会・全国学術集会.
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  • [Presentation] 側座核に投射するNeuropeptide(NPY)ニューロンの探索とその機能解析2023

    • Author(s)
      山田俊児, 渡邊義久, 田中雅樹
    • Organizer
      第128回日本解剖学会総会・全国学術集会
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  • [Presentation] 高血圧性脳血管障害における血管周囲へのミクログリア遊走時のMMP-9発現について2023

    • Author(s)
      小泉崇, 田口勝敏, 田中雅樹
    • Organizer
      第128回日本解剖学会総会・全国学術集会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 妊娠・出産に伴う情動・嗅覚系の神経形態変化2023

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      松田賢一, 高橋知暉, 森下紗衣, 田中雅樹
    • Organizer
      第128回日本解剖学会総会・全国学術集会
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  • [Presentation] Differential expression profiles of α-synuclein in human and non-human primate brain.2022

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      Katsutoshi Taguchi, Yoshihisa Watanabe, Atsushi Tsujimura, Masanori Sawamura, Ryosuke Takahashi, Masaki Tanaka
    • Organizer
      第63回日本組織細胞化学会総会・学術集会.
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  • [Presentation] 扁桃体基底外側部に局在するニューロペプチドYニューロンの解剖学的および機能解析.2022

    • Author(s)
      山田俊児, 渡邊義久, 田中雅樹
    • Organizer
      第48回日本神経内分泌学会学術集会
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  • [Presentation] 深層学習の細胞磁場検出への応用とSQUIDセンサによる原理実証実験.2022

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      山口武志, 足立善昭, 谷田任司, 岡佳伸, 吉田隆司, 高橋謙治, 田中雅樹
    • Organizer
      第98回日本解剖学会近畿支部学術集会
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  • [Presentation] 側坐核のニューロペプチドY発現ニューロンが不安行動に及ぼす影響とその解剖学的解析2022

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      山田俊児, 田中雅樹
    • Organizer
      第127回日本解剖学会総会・全国学術集会
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    • Invited
  • [Presentation] ALS-FTD変異SQSTM1/p62はNrf2-Keap1を介した酸化ストレス応答を抑制する.2021

    • Author(s)
      渡邊 義久、田口 勝敏、上山 盛夫、永井 義隆、田中 雅樹.
    • Organizer
      第44回日本神経科学会大会
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  • [Presentation] 側坐核ニューロペプチドY発現ニューロンの解剖学的解析.2021

    • Author(s)
      山田俊児, van Kooten Nienke, 森琢磨, 田口勝敏, 辻村敦, 田中雅樹
    • Organizer
      第47回日本神経内分泌学会学術集会
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  • [Remarks]

    • URL

      http://www.f.kpu-m.ac.jp/k/anatomy1/performance/index.html

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  • [Remarks]

    • URL

      http://www.f.kpu-m.ac.jp/k/anatomy1/

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  • [Remarks]

    • URL

      https://www.kpu-m.ac.jp/doc/classes/igaku/seitai/35.html

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  • [Remarks] 生体構造科学/解剖学教室(生体構造科学部門)

    • URL

      https://www.kpu-m.ac.jp/doc/classes/igaku/seitai/35.html

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  • [Remarks] 教室HP

    • URL

      http://www.f.kpu-m.ac.jp/k/anatomy1/

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Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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