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神経損傷によって誘導される上位中枢神経回路の改編におけるミクログリアの制御機構

Publicly Offered Research

Project AreaGlial assembly: a new regulatory machinery of brain function and disorders
Project/Area Number 16H01344
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionTokyo Women's Medical University

Principal Investigator

宮田 麻理子  東京女子医科大学, 医学部, 教授 (70281631)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000)
Fiscal Year 2017: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2016: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Keywordsミクログリア / 視床 / 上行性経路 / 改編 / 神経損傷 / シナプス / 体性感覚 / 中枢神経 / 神経因性疼痛
Outline of Annual Research Achievements

末梢神経の損傷は、直接は損傷を受けない上位中枢神経回路の改編を引き起こす。本研究では、ヒゲ感覚神経経路を用いて、神経損傷モデルマウスを使い損傷に伴う体性感覚伝導路の改編を誘導するメカニズムを明らかにすることを目標とした。メカニズムを明らかにする前に、視床神経回路の改編過程を明らかにした。ヒゲ神経損傷をした後、視床の上行性線維に異所性線維が侵入し、それと同領域の受容野が広がり、異所性のアロデニアが起きることを明らかにし論文に報告した。この現象を基軸に、シナプス改編の制御に関与するという特性からミクログリアの役割に着目した。組織学的解析から、神経損傷は損傷経路特異的にミクログリアの活性化を引き起こすことがわかった。脳幹では、体性感覚伝導路である三叉神経核のヒゲ受容野において顕著なミクログリアの凝集と、活性型に特徴的な細胞形態変化や分子発現の上昇が見られた。これらミクログリアの活性変化は、三叉神経核のヒゲ以外の受容野や、偽手術マウスの三叉神経核では見られなかった。一方、改編が生じる視床では、ミクログリアの細胞密度、また活性化に大きな変化は見られなかった。次に、神経損傷に伴うミクログリアの活性化を制御するため、薬理学的(マウスの餌を介して経口投与)、または遺伝学的(ミクログリアのCreマウスと、Cre依存にジフテリア毒素受容体を発現するマウスを用いる)なミクログリアの除去を行った。ミクログリア除去マウスを用いた電気生理学的解析から、ヒゲ感覚神経の損傷による視床回路の改編が抑制されることがわかった。マウスにおいて、ヒゲ感覚神経の損傷は下顎への感覚刺激に対する異所的アロディニアを引き起こす。ミクログリア除去マウスでは、この異所的アロディニア応答も抑制された。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (23 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] A collagen-coated PGA conduit for interpositional-jump graft with end-to-side neurorrhaphy for treating facial nerve paralysis in rat2018

    • Author(s)
      Niimi Yosuke、Matsumine Hajime、Takeuchi Yuichi、Osaki Hironobu、Tsunoda Satoshi、Miyata Mariko、Yamato Masayuki、Sakurai Hiroyuki
    • Journal Title

      Microsurgery

      Volume: Epub ahead of print Issue: 1 Pages: 70-80

    • DOI

      10.1002/micr.30291

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    • Author(s)
      Yuichi Takeuchi,Hironobu Osaki,Yuki Yagasaki,Yoko Katayama,Mariko Miyata
    • Journal Title

      eNeuro

      Volume: 4 Issue: 2 Pages: ENEURO.0345-16.2017

    • DOI

      10.1523/eneuro.0345-16.2017

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      Madoka Narushima, Motokazu Uchigashima, Yuki Yagasaki, Takeshi Harada, Yasuyuki Nagumo, Naofumi Uesaka, Kouichi Hashimoto, Atsu Aiba, Masahiko Watanabe, Mariko Miyata and Masanobu Kano
    • Journal Title

      Neuron

      Volume: 91 Issue: 5 Pages: 1097

    • DOI

      10.1016/j.neuron.2016.07.035

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      アクトシティ浜松(静岡県浜松市)
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      秋保リゾートホテルクレセント(宮城県仙台市)
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      2017-03-10
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      新学術領域研究「身体性システム領域」第4回全体会議
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      霧島国際ホテル(鹿児島県霧島市)
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      2017-02-27
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      新学術領域研究「グリアアセンブリによる脳機能発現の制御と病態」第4回成果報告会
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      九州大学(福岡県福岡市)
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      2017-01-06
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  • [Presentation] Dysgranular area in somatosensory cortex of mice represents nociceptive information.2017

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      Osaki Hironobu, Ueta Yoshifumi, Miyata Mariko
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      Neuroscience
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  • [Presentation] The activation of paralemniscal pathway following the whisker sensory nerve injury2016

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      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2016-07-22
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  • [Presentation] Assembly of neocortical circuitry by FoxG1, a gene associated with neurocognitive disorders2016

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      Goichi Miyoshi,Yoshifumi Ueta,Hironobu Osaki,Yuki Yagasaki,Carina Hanashima,Gord Fishell,Mariko Miyata
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      The 39th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
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      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2016-07-20
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  • [Presentation] Cortical activity regulates refinement of afferent lemniscal synapses in the somatosensory thalamus.2016

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      Madoka Narushima, Miyata Mariko
    • Organizer
      The 39th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society
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      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2016-07-20
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  • [Presentation] 神経損傷によって誘導される上位中枢神経回路の改編におけるミクログリアの制御機構2016

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      宮田麻理子
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      新学術領域研究「グリアセンブリによる脳機能発現の制御と病態」第3回夏のワークショップ
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      山形国際ホテル(山形県山形市)
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      2016-07-16
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  • [Presentation] Role of microglial function in neural remodeling of somatosensory circuits following peripheral nerve injury2016

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      植田禎史, 尾崎弘展, 矢ヶ崎有希, 片山洋子, 宮田麻理子
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      新学術領域研究「グリアセンブリによる脳機能発現の制御と病態」第3回夏のワークショップ
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      蔵王アストリアホテル(山形県山形市)
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      2016-07-15
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  • [Presentation] Type I metabotropic glutamate receptor is crucial for visual experience-dependent maintenance of mature connectivity of retinogeniculate synapses2016

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      Madoka Narushima, Motokazu Uchigashima, Yuki Yagasaki, Takeshi Harada, Yasuyuki Nagumo, Naofumi Uesaka, Kouichi Hashimoto, Atsu Aiba, Masahiko Watanabe, Mariko Miyata, Masanobu Kano
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      10th FENS Forum of Neuroscience 2016
    • Place of Presentation
      Bella Center(Denmark,Copenhagen)
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      2016-07-03
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  • [Presentation] Type I metabotropic glutamate receptor as a crucial molecule for visual experience-dependent maintenance of matured connectivity of retinogeniculate synapses2016

    • Author(s)
      Miyata Mariko, Madoka Narushima, YAGASAKI Yuki,Yasuyuki Nagumo
    • Organizer
      US-Japan Brain research cooperative program:CUrrent Trends and Future Directions of Synaptic Plasticity Research
    • Place of Presentation
      SMC Center(USA,Baltimore)
    • Year and Date
      2016-06-24
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 神経損傷によって誘発される異所痛の神経基盤2016

    • Author(s)
      宮田麻理子
    • Organizer
      第34回山梨神経科学研究会
    • Place of Presentation
      アーバンヴィラ古名屋ホテル(山梨県甲府市)
    • Year and Date
      2016-06-07
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      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Enhanced activity of specific pathway following the whisker sensory nerve injury2016

    • Author(s)
      Osaki Hironobu, Ueta Yoshifumi, Miyata Mariko
    • Organizer
      1st International Symposium on Embodied-Brain Systems Science
    • Place of Presentation
      伊藤国際学術研究センター(東京都文京区)
    • Year and Date
      2016-05-08
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Book] Clinical Neuroscience vol. 35 (17年) 2月号ーwhat's New,一次体性感覚野の変容過程2017

    • Author(s)
      尾崎弘展, 宮田麻里子
    • Total Pages
      248
    • Publisher
      中外医学社
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

URL: 

Published: 2016-04-26   Modified: 2018-12-17  

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