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Analysis of pathological mechanisms of neuropsychiatric disorders associated with cytoarchitectural changes

Publicly Offered Research

Project AreaConstructive understanding of multi-scale dynamism of neuropsychiatric disorders
Project/Area Number 19H05227
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 InstitutionKeio University

Principal Investigator

久保 健一郎  慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 准教授 (20348791)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords精神神経疾患 / 統合失調症 / 自閉スペクトラム症 / 神経細胞移動 / 組織構築変化 / FlashTag法 / iGonad法 / 発生 / 発達 / 細胞構築 / 回路形成 / 環境要因 / フラッシュ・タグ法 / 死後脳組織 / 行動解析 / 発生過程 / マルチスケール現象
Outline of Research at the Start

本研究では、分子・細胞構築の変化を持つ複数の精神神経疾患の動物モデルを用いて、回路形成への影響を、発達段階を追いながら明らかにする。その基盤となるゲノムや遺伝子、分子的変化を明らかにするとともに、回路の発達段階による動的な変遷を考慮しながら、それらの回路が脳の各領野における神経活動へ与える影響を明らかにして、局所の分子・細胞レベルの変化が、マルチスケール現象として脳機能全体に与える影響を解明する。分子的な制御に加え、正常と変化した回路の神経活動を制御した際に、それぞれが脳機能や動物行動に与える影響を明らかにすることで、病態の解明と正常化方法の検討を行う。

Outline of Annual Research Achievements

統合失調症や自閉スペクトラム症など、発生段階での要因が関与することが想定されている精神神経疾患の脳病理所見として、大脳皮質の微細な組織構築変化が報告されている。
本年度は、領域内の大阪大学の笠井グループとの共同研究として、微細な組織構築変化を検出するための鋭敏な方法として、FlashTag法の確立を行い、報告した(Yoshinaga et al., iScience, 2021)。この方法は、神経細胞が移動を開始する脳室面に存在する細胞のみを可視化することができるため、これまで均一と思われていたマウス大脳新皮質の部位による移動度の違いを検出することができた。また、iGonad法を用いた遺伝子改変マウスを作成し、このマウスにFlashTag法を用いて、神経細胞移動の変化や、その結果として生じる、微細な組織構築変化があるかどうかの検証を行った。これらのFlashTag法やiGonad法を用いることで、今後、遺伝要因や環境要因による、微細な組織構築変化を明らかにすることができると期待される。
さらに、倫理委員会において申請が承認されたため、領域内の東北大学・福島県立医科大学の國井グループとの共同研究として、ヒトの死後脳組織を用いて、統合失調症患者と正常対照者の脳における、組織構築の比較を開始した。それに際して、これまでに得られたヒトとマウスの脳の発生過程の比較についての知見を俯瞰した総説を執筆した(Kubo and Deguchi, J. Obstet. Gynaecol. Res., 2020)。これらの知見は、今後の研究で、発生過程における障害が想定されている精神神経疾患の病態に、微細な組織構築変化がどのように関与するかを理解する上で、有用であると考えられる。

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。

Report

(2 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 4 results)

  • [Int'l Joint Research] Korea Brain Research Institute(韓国)

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Int'l Joint Research] Beth Israel Deaconess Medical Center/Harvard Medical School(米国)

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Journal Article] Comprehensive characterization of migration profiles of murine cerebral cortical neurons during development using FlashTag labeling2021

    • Author(s)
      Yoshinaga Satoshi、Shin Minkyung、Kitazawa Ayako、Ishii Kazuhiro、Tanuma Masato、Kasai Atsushi、Hashimoto Hitoshi、Kubo Ken-ichiro、Nakajima Kazunori
    • Journal Title

      iScience

      Volume: 24 Issue: 4 Pages: 102277-102277

    • DOI

      10.1016/j.isci.2021.102277

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Human neocortical development as a basis to understand mechanisms underlying neurodevelopmental disabilities in extremely preterm infants2020

    • Author(s)
      Kubo Ken‐ichiro、Deguchi Kimiko
    • Journal Title

      Journal of Obstetrics and Gynaecology Research

      Volume: 46 Issue: 11 Pages: 2242-2250

    • DOI

      10.1111/jog.14468

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Increased densities of white matter neurons as a cross‐disease feature of neuropsychiatric disorders2020

    • Author(s)
      Kubo Ken‐ichiro
    • Journal Title

      Psychiatry and Clinical Neurosciences

      Volume: 74 Issue: 3 Pages: 166-175

    • DOI

      10.1111/pcn.12962

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 死後脳の組織学的解析による精神神経疾患の病的メカニズムの理解2020

    • Author(s)
      4.久保健一郎, 吉永怜史, 日野瑞城, 長岡敦子, 泉竜太, 宍戸理紗, 國井 泰人、矢部 博興
    • Organizer
      第50回日本神経精神薬理学会年会・第42回日本生物学的精神医学会年会・第4回日本精神薬学会総会・学術集会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] i-Gonad法を用いて、発生期大脳皮質の細胞外環境が細胞に与える影響を効率的に解析する2020

    • Author(s)
      吉永怜史、本田岳夫、根本愛子、長谷川紘之、大石康二、久保健一郎、仲嶋一範
    • Organizer
      第125回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] in situ HCRによる発生期大脳皮質サブプレートの解析2020

    • Author(s)
      根本愛子、吉永怜史、久保健一郎、仲嶋一範
    • Organizer
      第125回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 神経細胞移動の障害が超早産児の認知機能低下に関与する可能性についての検討2019

    • Author(s)
      久保 健一郎,出口 貴美子,井上 健,仲嶋 一範
    • Organizer
      第24回認知神経科学会学術集会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 脳の細胞構築に注目して精神疾患の病態を理解する試みについて2019

    • Author(s)
      久保 健一郎
    • Organizer
      第115回 日本精神神経学会学術総会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 超早産児虚血モデルマウスの開発と応用2019

    • Author(s)
      久保 健一郎,出口 貴美子,井上 健,仲嶋 一範
    • Organizer
      第4回小児ニューロリハビリテーション研究会・第4回超早産児神経発達症研究会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2021-12-27  

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