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霊長類の脳発達における腸内細菌叢の影響 -無菌マーモセットの発達期MRI計測-

Research Project

Project/Area Number 22K07925
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 52050:Embryonic medicine and pediatrics-related
Research InstitutionCentral Institute for Experimental Animals

Principal Investigator

井上 貴史  公益財団法人実験動物中央研究所, マーモセット医学生物学研究部, 兼任研究員 (60465937)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 関 布美子  公益財団法人実験動物中央研究所, ライブイメージングセンター, 主任 (40771407)
Project Period (FY) 2022-04-01 – 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 2024: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2023: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywords無菌動物 / マーモセット / 脳発達 / 霊長類 / MRI
Outline of Research at the Start

腸内細菌叢の存在が脳の発達に影響を及ぼすことが無菌マウスを用いた研究により実証されており、”腸内細菌-腸-脳相関”として注目されている。しかし、これらのげっ歯類での研究成果がヒトに外挿できるかどうかは定かではなく、脳の形態・機能がヒトに類似した霊長類の実験動物における検証が不可欠である。そこで、本研究では小型霊長類であるマーモセットの無菌個体の発達期の脳のMRI計測を行い、その経時的変化を比較解析することにより、霊長類の脳発達において腸内細菌叢の及ぼす影響の一端を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、霊長類の脳発達において腸内細菌叢の及ぼす影響の一端を明らかにすることを目的として、1)無菌マーモセット生体を無菌状態を維持したままでMRI撮像できる技術を確立し、2)無菌マーモセットおよび腸内細菌叢を有するマーモセット脳のMRI計測の比較解析を行う。
2023年度は、無菌マーモセット生体MRIのため、気管チューブと生体モニタケーブルを密閉接着した専用ビニールパックを開発し(特許出願)、動物の無菌状態を維持したままMRI等の生体イメージングが可能な技術を確立した。ビニールアイソレータ(VI)内での麻酔導入から、気管挿管、人工呼吸管理による麻酔維持、生体モニタリング、パッキング、VIからの搬出、MRI室への移動、MRIセッティング、VIへの再搬入、覚醒にいたる一連の手順を整備して、無菌マーモセットのMRI撮像を実施した。その結果、一連の処置による動物の著しい異常は認められず、MRI後の無菌検査で生菌(細菌・真菌)が検出されなかったことから、本技術の有用性が実証された。これまでに、本技術を用いて取得した若齢成体の無菌マーモセット(n = 4)の脳MRIデータを、腸内細菌叢を有する同齢の通常飼育マーモセット(n = 16)とVoxel Based Morphometry(VBM)による比較解析を実施した結果、複数の大脳皮質領域において容積の差異が検出された。今後、MRI計測を継続し、無菌マーモセットにおける脳発達の特徴について解析を進める。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

計画のとおり、技術開発を行い、解析に着手している。

Strategy for Future Research Activity

MRI計測と解析を継続し、無菌マーモセットにおける脳発達の特徴を明らかにしたい。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2024 2023 2022

All Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Presentation] Structural brain network analysis in germ-gree common marmoset with diffusion MRI techniques2024

    • Author(s)
      Chika Tokisugi, Fumiko Seki, Yuji Komaki, Takashi Inoue, Junichi Hata
    • Organizer
      第80回日本放射線技術学会大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Generation of germ-free marmosets for microbiota research2023

    • Author(s)
      Takashi Inoue
    • Organizer
      9th Asian Federation of Laboratory Animal Science Associations (AFLAS) Congress
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 無菌マーモセット作出技術の確立2023

    • Author(s)
      井上貴史, 岡原則夫, 佐藤賢哉, 山崎栄子, 佐々木絵美, 菊池理加, 植野昌未, 野津量子, 黒滝陽子, 佐々木えりか
    • Organizer
      東京大学医科学研究所 奄美病害動物研究施設 第3棟改築記念シンポジウム
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] マーモセットの飼育管理,特にwasting syndromeについて2023

    • Author(s)
      井上貴史
    • Organizer
      第153回関西実験動物研究会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Evaluation of the effect of microbiota on brain neural fiber bundles in germ-free common marmosets by structural connectome analysis2023

    • Author(s)
      Chika Tokisugi, Fumiko Seki, Yuji Komaki, Takashi Inoue, Junichi Hata
    • Organizer
      International Society for Magnetic Resonance in Medicine annual meeting 2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evaluation of the Effect of Microbiota on the Cerebellum of Germ-Free Marmosets -Structural Analysis Using DWI and immunohistochemistry-2023

    • Author(s)
      Chika Tokisugi, Fumiko Seki, Takashi Inoue, Kenji Kawai, Misa Mochizuki, Yuji Komaki, Junichi Hata
    • Organizer
      第51回日本磁気共鳴医学会大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 造影X線検査による無菌コモンマーモセットの盲腸の形態評価2022

    • Author(s)
      井上貴史
    • Organizer
      第56回日本無菌生物ノートバイオロジー学会総会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 実験動物用ビニールパック2023

    • Inventor(s)
      井上貴史,岡原則夫,圦本晃海,関布美子,佐々木えりか他
    • Industrial Property Rights Holder
      井上貴史,岡原則夫,圦本晃海,関布美子,佐々木えりか他
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2024-043473
    • Filing Date
      2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report

URL: 

Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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