Study on adult hippocampal neurogenesis and its pathology using new techniques for 3-dimensional strucuture analysis
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22K06462
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 46020:Anatomy and histopathology of nervous system-related
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| Research Institution | Juntendo University |
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Principal Investigator |
石 龍徳 順天堂大学, 医学部, 非常勤講師 (20175417)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
市村 浩一郎 順天堂大学, 医学部, 教授 (10343485)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 海馬 / 成体脳ニューロン新生 / 微小環境 / ニッシェ / 神経幹細胞 / 血管 / array tomography / 未熟ニューロン / 微少環境 / PSA-NCAM / 顆粒細胞 / 三次元構造解析 |
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| Outline of Research at the Start |
成体の脳のほとんどの部位では、ニューロンは新生していないが、海馬では例外的にニューロンが新生している。この成体脳ニューロン新生は、海馬における記憶・学習や神経疾患（てんかん、虚血など）に深く関与している。成体脳の密な組織構造の中で、どのようにしてニューロンが生まれ、移動するのかについての詳細はまだわかっていない。また、てんかんなどによって、異常なニューロンの移動が起こることが知られているが、その異常な移動のメカニズムもわかっていない。本研究では、最新技術を用いて、成体脳のニューロン新生部位と移動ニューロンの微細構造を明らかにし、成体脳ニューロン新生機構の解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
海馬の顆粒細胞層の内側（顆粒細胞層下帯, SGZ）には、成体になっても例外的に神経幹細胞が存在し、ニューロン（顆粒細胞）の新生が続いている。成体海馬のニューロン新生は、海馬の生理機能（記憶・学習）や神経疾患（てんかん、虚血）に深く関与している。本研究は、成体脳ニューロン新生を維持する微小環境（ニッシェ）の構造を解明することを目的としている。今までの研究から、神経幹細胞は放射状の突起を持ち、細胞体内にグリアフィラメントを含むことや、ニューロン新生はSGZの血管近傍で起こることが報告されている。今年度の研究では、神経幹細胞と血管に着目して、Array Tomography による3D超微形態解析を行った。8週齢の雄マウス（C57BL/6）を2% paraformaldehyde/2% glutaraldehydeで灌流固定後、ブロック染色（osmium tetroxide, potassium ferrocyanide, tannic acid, uranyl acetate） し、エポン包埋した。100 nmの連続超薄切片を作製し、走査型電子顕微鏡 JSM-IT800を用いて連続画像を取得した。連続画像から、AMIRA 6.1 Softwareを用いて3D再構築を行った。その結果以下のことが明らかになった： 1) 放射状グリア細胞（神経幹細胞）には突起の短いタイプと長いタイプが存在する、2) 放射状グリア細胞の細胞体や突起は血管と密着している、3) 放射状グリア細胞の周囲には、新生した未熟ニューロンであると推測される扁平な核や斜走する頂上突起を持つ細胞が存在する、4) 放射状グリア細胞の放射状突起と未熟ニューロンタイプの斜走する頂上突起は頻繁に密着する。これらの結果は、血管、神経幹細胞、未熟ニューロンの間に密接な細胞間相互作用が存在することを示唆している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初はFib-SEM法を用いて、3D超微形態解析を行う予定であったが、解析範囲が狭く、多数の細胞を含む海馬のニューロン新生部位を解析するには不適切であることが判明し、Array Tomography 3D超微形態解析に変更した。そのため、ブロック染色などの方法などを改めて検討することになり時間がかかった。また、観察に使用する走査型電子顕微鏡に故障が多く、画像の取得に時間がかかった。そのため研究がやや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はArray Tomographyを行う際のブロック染色をさらに検討するとともに、免疫組織化学によって増殖細胞や未熟ニューロンを染色した切片を用いて、Array Tomographyを行う方法について検討する予定である。免疫組織化学とArray Tomographyとの組み合わせによって、様々な細胞をより明確に同定することができ、それらの細胞の相互関係をより正確に把握できると考えている。
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Report
(2 results)
Research Products
(6 results)
