血流による嗅球ニューロンのスクラップ＆ビルド

• Project Area: Dynamic regulation of brain function by Scrap & Build system
• Project/Area Number: 19H04757
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Nagoya City University
• Principal Investigator: 澤本 和延 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 教授 (90282350)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥9,620,000 (Direct Cost: ¥7,400,000、Indirect Cost: ¥2,220,000); Fiscal Year 2020: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2019: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
• Keywords: 神経科学 / 再生医学

Outline of Research at the Start

成体の脳では、古いニューロンが細胞死で除去されて新しいニューロンが再生する。すなわち、細胞レベルの「スクラップ&ビルド」が神経回路を再編している。申請者は、マウスの脳内を直接観察する技術を用いて、死んだニューロンの場所に同じ種類のニューロンが入力依存的に再生するメカニズムを明らかにした。本研究では、マウスの成体脳において、血流が脳細胞のスクラップ&ビルドを制御するメカニズムを解明することを目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

成体脳の嗅球では、古いニューロンが細胞死で除去されて新しいニューロンが再生する。すなわち、細胞レベルの「スクラップ&ビルド」が神経回路を再編している。以前、本研究者らは、死んだニューロンの場所に同じ種類のニューロンが入力依存的に再生するメカニズムを明らかにした。本課題では、成体嗅球において血流が細胞レベルでのスクラップ&ビルドを制御するメカニズムを解明することを目的として、以下の研究を実施した。
１）死んだニューロンの再生を促進する因子の探索：古いニューロンが活発な細胞死によって除去される成体マウスの嗅球組織中で発現する遺伝子群の中から、ニューロンの再生を促進する効果を有する可能性のあるものを探索し、候補となる遺伝子を見出した。さらに、その遺伝子産物の嗅球における発現の特徴や、ニューロン再生における機能について解析した。
２）血流増加によるニューロンの移動・再生の促進効果：成体マウスの嗅球における血流とニューロン再生の関係を解析し、血流量の多い血管においてニューロンが再生しやすいことを見出した。血流量の変化がニューロン再生に影響を及ぼすかを調べるため、人為的に血流量を変化させる技術を検討し、その影響を解析した。
３）血流によるニューロン移動調節の分子機構：血流量の多い血管の付近でニューロンの再生が起こりやすい傾向があることが明らかになったが、その因果関係やメカニズムは不明である。これらを解析するための実験方法を検討し、予備的な結果が得られた。
これらの結果から、成体脳におけるニューロンの「スクラップ&ビルド」機構に、脳内の血流が関わっている可能性が示唆された。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Int'l Joint Research] バレンシア大学(スペイン)
• [Int'l Joint Research] コペンハーゲン大学(デンマーク)
• [Int'l Joint Research] バレンシア大学(スペイン)
• [Int'l Joint Research] コペンハーゲン大学(デンマーク)
• [Journal Article] Dysfunction of the proteoglycan Tsukushi causes hydrocephalus through altered neurogenesis in the subventricular zone in mice (2021)
  • Author(s): Ito Naofumi、(24/28)
  • Journal Title: Science Translational Medicine Volume: 13 Issue: 587 Pages: 7896-7896
  • DOI: 10.1126/scitranslmed.aay7896
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Metabolic fingerprints of fear memory consolidation during sleep (2021)
  • Author(s): Koyanagi I, Sonomura K, Naoi T, Ohnishi T, Kaneko N, Sawamoto K, Sato TA, Sakaguchi M
  • Journal Title: Molecular Brain Volume: 14 Issue: 1 Pages: 30-30
  • DOI: 10.1186/s13041-021-00733-6
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Postnatal neuronal migration in health and disease (2021)
  • Author(s): Nakajima C, Sawada M, Sawamoto K
  • Journal Title: Current Opinion in Neurobiology Volume: 66 Pages: 1-9
  • DOI: 10.1016/j.conb.2020.06.001
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 成体脳における新生ニューロンの移動メカニズムと治療応用 (2021)
  • Author(s): 宮本拓哉, 金子奈穂子，澤本和延
  • Journal Title: BIO Clinica Volume: 36 Pages: 192-196
• [Journal Article] In vitro Time-lapse Imaging of Primary Cilium in Migrating Neuroblasts (2020)
  • Author(s): Sawada M, Matsumoto M, Narita K, Kumamoto N, Ugawa S, Takeda S, Sawamoto K
  • Journal Title: Bio-protocol Volume: 10 Issue: 22 Pages: 1-17
  • DOI: 10.21769/bioprotoc.3823
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sparse activity of hippocampal adult-born neurons during REM sleep is necessary for memory consolidation (2020)
  • Author(s): Kumar D, Koyanagi I, Carrier-Ruiz A, Vergara P, Srinivasan S, Sugaya Y, Kasuya M, Yu TS, Vogt K, Muratani M, Ohnishi T, Singh S, Teixeira CM, Cherasse Y, Naoi T, Wang Y, Nondhalee P, Osman BAH, Kaneko N, Sawamoto K, Kernie SG, Sakurai T, McHugh TJ, Kano M, Yanagisawa M, Sakaguchi M
  • Journal Title: Neuron Volume: 107 Issue: 3 Pages: 1-14
  • DOI: 10.1016/j.neuron.2020.05.008
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Effects of interferon-alpha on hippocampal neurogenesis and behavior in common marmosets (2020)
  • Author(s): Kaneko N, Nakamura S, Sawamoto K
  • Journal Title: Molecular Brain Volume: 13 Issue: 1 Pages: 98-98
  • DOI: 10.1186/s13041-020-00639-9
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Neurogenesis and neuronal migration in the postnatal ventricular-subventricular zone:similarities and dissimilarities between rodents and primates (2020)
  • Author(s): Akter M, Kaneko N, Sawamoto K
  • Journal Title: Neuroscience Research Volume: S0168-0102 Pages: 30379-5
  • DOI: 10.1016/j.neures.2020.06.001
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 最先端形態学・シングルセル遺伝子発現解析による生後脳のニューロン移動機構の解明 (2020)
  • Author(s): 中嶋智佳子, 澤本和延
  • Journal Title: 月刊「細胞」 Volume: 52 Pages: 52-54
• [Journal Article] Dynamic Changes in the Neurogenic Potential in the Ventricular-Subventricular Zone of Common Marmoset during Postnatal Brain Development (2020)
  • Author(s): Akter M, Kaneko N, Herranz-Perez V, Nakamura S, Oishi H, Garcia-Verdugo JM, Sawamoto K
  • Journal Title: Cerebral Cortex Volume: なし Issue: 7 Pages: 4092-4109
  • DOI: 10.1093/cercor/bhaa031
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Dynamic Changes in Ultrastructure of the Primary Cilium in Migrating Neuroblasts in the Postnatal Brain (2019)
  • Author(s): Matsumoto Mami、Sawada Masato、Garcia-Gonzalez Diego、Herranz-Perez Vicente、Ogino Takashi、Bang Nguyen Huy、Quynh Thai Truc、Narita Keishi、Kumamoto Natsuko、Ugawa Shinya、Saito Yumiko、Takeda Sen、Kaneko Naoko、Khodosevich Konstantin、Monyer Hannah、Garcia-Verdugo Jose Manuel、Ohno Nobuhiko、Sawamoto Kazunobu
  • Journal Title: The Journal of Neuroscience Volume: 39 Issue: 50 Pages: 9967-9988
  • DOI: 10.1523/jneurosci.1503-19.2019
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Blood vessels as a scaffold for neuronal migration. (2019)
  • Author(s): Fujioka T, Kaneko N, Sawamoto K.
  • Journal Title: Neurochemistry International Volume: 126 Pages: 69-73
  • DOI: 10.1016/j.neuint.2019.03.001
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 生後脳におけるニューロン移動の調節機構 (2019)
  • Author(s): 澤田雅人、澤本和延
  • Journal Title: 生化学 Volume: 91 Pages: 178-190
  • NAID: 40021942468
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 生後脳における新生ニューロンの移動維持・停止機構 (2021)
  • Author(s): 澤田雅人、澤本和延
  • Organizer: 第126回日本解剖学会総会・全国学術集会 / 第98回日本生理学会大会 合同大会
• [Presentation] 成体海馬ニューロン新生に着目した痛みの慢性化を引き起こす中枢神経回路の解明 (2021)
  • Author(s): 宮本 啓補、澤田 雅人、山﨑 久朗、梅澤 直、樋口 恒彦、粂 和彦、澤本 和延、大澤 匡弘
  • Organizer: 第141回日本薬学会年会
• [Presentation] 早産による生後のニューロン新生低下のメカニズム (2021)
  • Author(s): 中村泰久、川瀬恒哉、澤田雅人、澤本和延
  • Organizer: 成体脳のニューロン新生懇談会
• [Presentation] 新生仔脳傷害モデルマウスの歩行機能獲得過程におけるリハビリテーションの効果 (2020)
  • Author(s): 伊藤 晃、坪井義晃、澤田 雅人、澤本 和延
  • Organizer: 第25回日本基礎理学療法学会学術大会
• [Presentation] 成体脳でのFynによるニューロブラスト間接着調整機構 (2020)
  • Author(s): 藤掛数馬、澤田雅人、匹田貴夫、瀬戸弥生、金子奈穂子、Vicente Herranz-Perez、土肥名月、本間夏美、大佐賀智、柳川右千夫、赤池敏弘、Jose Manuel Garcia-Verdugo、服部光治、祖父江和哉、澤本和延
  • Organizer: 第71回名古屋市立大学医学会総会
• [Presentation] 三次元電顕技術による神経再生メカニズムの解明 (2020)
  • Author(s): 澤本和延
  • Organizer: 公益社団法人日本顕微鏡学会第63回シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] 脳疾患後の再生過程におけるニューロンの移動機構とその操作技術 (2020)
  • Author(s): 澤本和延
  • Organizer: 第63回日本脳循環代謝学会学術集会
  • Invited
• [Presentation] 成体脳を移動する新生ニューロンにおける成長円錐の形態と動態 (2020)
  • Author(s): Takagi Y, Sawada M, Nakajima C, Matsumoto M, Ohno N, Igarashi M, Sawamoto K
  • Organizer: 第63回 日本神経化学会大会
• [Presentation] ミクログリアによる死細胞の貪食は嗅球ニューロンのターンオーバーを調節する (2020)
  • Author(s): Ishido Y, Sawada M, Kurematsu C, Oishi H, Ohmuraya M, Nagata S, Asano K, Tanaka M, Sawamoto K
  • Organizer: 第63回 日本神経化学会大会
• [Presentation] 早産による生後のニューロン新生の低下 (2020)
  • Author(s): Gokenya S, Kawase K, Ito A, Sawada M, Iwata O, Saitoh S, Sawamoto K
  • Organizer: 第63回 日本神経化学会大会
• [Presentation] 脳細胞の移動・再生を促進する技術 (2020)
  • Author(s): 澤本和延
  • Organizer: 次世代医療システム産業化フォーラム
  • Invited
• [Presentation] 脳梗塞後の脳内における新生ニューロンの配置制御と神経機能再生 (2020)
  • Author(s): 金子奈穂子, 澤本和延
  • Organizer: 第43回日本神経科学大会
• [Presentation] 移動するニューロンにおける成長円錐の構造と動態 (2020)
  • Author(s): 澤田 雅人, 松本 真実, 大野 伸彦, 五十嵐 道弘, 澤本 和延
  • Organizer: 第43回日本神経科学大会
• [Presentation] Spatiotemporal regulation of primary cilium in migrating neuroblasts in the adult brain (2020)
  • Author(s): Matsumoto M, Sawada M, Garcia-Gonzalez D, Herranz-Perez V, Ogino T, Bang Nguyen H, Quynh Thai T, Narita K, Kumamoto N, Ugawa S, Saito Y, Takeda S, Kaneko N, Khodosevich K, Monyer H, Garcia-Verdugo JM, Ohno N, Sawamoto K
  • Organizer: 第16回成体脳ニューロン新生懇談会
• [Presentation] Dynamics of primary cilium in migrating new neurons in the adult brain (2020)
  • Author(s): Matsumoto M, Sawada M, Garcia-Gonzalez D, Herranz-Perez V, Ogino T, Bang Nguyen H, Quynh Thai T, Narita K, Kumamoto N, Ugawa S, Saito Y, Takeda S, Kaneko N, Khodosevich K, Monyer H, Garcia-Verdugo JM, Ohno N, Sawamoto K
  • Organizer: ABiS Symposium Forefront and Future of Electron Microscopic Imaging
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 脳細胞の移動・再生機構とその操作技術 (2020)
  • Author(s): 澤本和延
  • Organizer: ニューロカンファレンス和歌山
  • Invited
• [Presentation] Neuronal migration for development, maintenance and repair of the postnatal brain (2020)
  • Author(s): 澤本和延
  • Organizer: New Frontier in Neuroscience 2020
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] Neuronal migration: strategies for development, maintenance and repair of the postnatal brain (2019)
  • Author(s): 澤本和延
  • Organizer: Cell Biology, Developmental Biology, and Systems Biology Course Meeting
  • Invited
• [Presentation] 生後脳におけるニューロン新生・再配置 (2019)
  • Author(s): 澤本和延
  • Organizer: 第42回日本分子生物学会年会
• [Presentation] 新生児脳に内在する神経再生機構 (2019)
  • Author(s): 澤本和延
  • Organizer: 第64回日本新生児生育医学会学術集会シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] New neurons migrate through the glial meshwork using slit1 to approach the lesion for functional recovery (2019)
  • Author(s): Kaneko N, Herranz-Perez V, Otsuka T, Sano H, Ohno N, Omata T, Nguyen HB, Thai TQ, Nambu A, Kawaguchi Y, Garcia-Verdugo JM, Sawamoto K
  • Organizer: Neuroscience2019
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 神経再生過程における細胞形態・接着の制御 (2019)
  • Author(s): 澤本和延
  • Organizer: 第60回日本組織細胞化学会総会・学術集会
  • Invited
• [Presentation] New neurons reach and regenerate stroke-injured brain tissue by clearing a path through glia (2019)
  • Author(s): Kanek N, Herranz-Perez V, Otsuka T, Sano H, Ohno N, Omata T, Bang Nguyen H, Quynh Thai T, Nambu A, Kawaguchi Y, Garcia-Verdugo JM, Sawamoto K
  • Organizer: ISN-ASN Meeting
• [Presentation] 坐骨神経傷害後のシュワン細胞遊走におけるSlit-Roboシグナルの機能 (2019)
  • Author(s): 齋藤 瑳智子, 齋藤 志郎, 岩田 英敏, 福冨 妃菜, 金子 奈穂子, 澤本 和延
  • Organizer: NEURO2019 第42回日本神経科学大会 第62回日本神経化学会大会
• [Presentation] 成体脳内を移動する新生ニューロンにおける一次繊毛の時空間的な動態 (2019)
  • Author(s): 松本 真実, 澤田 雅人, Nguyen Bang Huy, Herranz-Perez Vicente, Thai Quynh Truc, 成田 啓之, 熊本 奈都子, 鵜川 眞也, 斎藤 祐見子, 竹田 扇, 金子 奈穂子, Garcia-Verdugo Jose Manue, 大野 伸彦, 澤本 和延
  • Organizer: NEURO2019 第42回日本神経科学大会 第62回日本神経化学会大会
• [Presentation] 成体嗅球の新生ニューロン移動における血流の役割 (2019)
  • Author(s): 荻野 崇, 澤田 雅人, 稲田 浩之, 金子 奈穂子, 鍋倉 淳一, 澤本 和延
  • Organizer: NEURO2019 第42回日本神経科学大会 第62回日本神経化学会大会
• [Presentation] グリアの形態調節によるニューロンの移動・再生促進 (2019)
  • Author(s): 澤本和延、神農英雄、金子奈穂子
  • Organizer: 第40回日本炎症・再生医学会シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] 若い嗅覚神経回路をキープする (2019)
  • Author(s): 澤本和延
  • Organizer: 第19回日本抗加齢医学会総会
  • Invited
• [Presentation] 新しい脳細胞を増やすには - 最新科学による解明 (2019)
  • Author(s): 澤本和延
  • Organizer: 第22回国際福祉健康産業展～ウェルフェア2019～
  • Invited
• [Presentation] 生後脳組織の維持・再生における新生ニューロンの移動 (2019)
  • Author(s): 澤本和延
  • Organizer: 第17回幹細胞シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] 早産による生後のニューロン新生低下のメカニズム (2019)
  • Author(s): 五軒矢桜、川瀬恒哉、澤田雅人、澤本和延
  • Organizer: 全国学生リトリート2019
  • Invited
• [Book] Patterning and Cell Type Specification in the Developing CNS and PNS Second Edition (2020)
  • Author(s): Meunier A, Sawamoto K, Spassky N
  • Total Pages: 1122
  • Publisher: Elsevier Inc
  • ISBN: 9780128144053
• [Book] Cellular Migration and Formation of Axons and Dendrites 2nd Edition (2020)
  • Author(s): Sawada M, Sawamoto K
  • Total Pages: 618
  • Publisher: Academic Press
  • ISBN: 9780128144084
• [Remarks] 澤本和延研究室ホームページ
  • URL: http://k-sawamoto.com/