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水の吸収と流動に着目したミクログリアの生理機能解明

Publicly Offered Research

Project AreaGlia decoding: deciphering information critical for brain-body interactions
Project/Area Number 21H05639
Research Category

Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Transformative Research Areas, Section (III)
Research InstitutionNational Institute for Physiological Sciences

Principal Investigator

堀内 浩  生理学研究所, 基盤神経科学研究領域, 特別訪問研究員 (60760733)

Project Period (FY) 2021-09-10 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Keywordsミクログリア / アクアポリン / アストロサイト / 神経細胞 / 生体2光子イメージング
Outline of Research at the Start

アストロサイトが持つ水チャネルを介して血管周囲腔から脳実質へ水が流入する。これは蓄積した老廃物の除去に重要であると考えられているが、この機構におけるミクログリアの役割はわかっていない。本研究では、ミクログリアの形態・動態・活動様式の時空間的な読み出しによって水の吸収や流動に対する応答性を捉えながら、同機構におけるミクログリアの生理的な役割を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

脳内免疫細胞であるミクログリアは、複雑に分岐した突起を活発に動かし、周辺環境に接触しながら脳細胞の活動状態を監視・調節している。睡眠中あるいは脳虚血やてんかんといった病態においては、アストロサイトが持つ水チャネルAQP4を介して血管周囲腔から脳実質へ水が流入する。ミクログリアは脳内の周辺環境変化に最も俊敏に応答する細胞であるため、この水の流入や流動性の強化に応答することで、重要な機能を果たしていると考えられるが、その役割はわかっていない。本研究では、生体2光子イメージングによってミクログリアの形態や活動を指標とし、薬理的・遺伝化学的なアプローチによって水の流入に対するミクログリアの応答性を調べることで水の吸収や流動に対するミクログリアの機能を明らかにする。今年度はAQP4を薬理的に制御することによって、それに対するミクログリアの応答性を示した。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Spatiotemporal Analysis of Microglial Ca2+ Activity at Single-Cell Resolution2022

    • Author(s)
      Horiuchi Hiroshi、Cheung Dennis Lawrence、Nabekura Junichi
    • Journal Title

      Journal of Visualized Experiments

      Volume: 190 Issue: 190

    • DOI

      10.3791/64300

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Needle-Type 5 μm Pixel Pitch pH-Image Sensor and Imaging of Proton Emissions in the Cerebral Cortex2021

    • Author(s)
      Sakamoto Kotaro、Madokoro Mai、Horiuchi Hiroshi、Ishida Junko、Horio Tomoko、Kimura Yasuyuki、Hizawa Takeshi、Choi Yong-Joon、Takahashi Kazuhiro、Noda Toshihiko、Nabekura Junichi、Sawada Kazuaki
    • Journal Title

      21st International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (Transducers)

      Volume: - Pages: 271-274

    • DOI

      10.1109/transducers50396.2021.9495573

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Reactive astrocyte-driven epileptogenesis is induced by microglia initially activated following status epilepticus2021

    • Author(s)
      Sano Fumikazu、Shigetomi Eiji、Shinozaki Youichi、Tsuzukiyama Haruka、Saito Kozo、Mikoshiba Katsuhiko、Horiuchi Hiroshi、Cheung Dennis Lawrence、Nabekura Junichi、Sugita Kanji、Aihara Masao、Koizumi Schuichi
    • Journal Title

      JCI Insight

      Volume: - Issue: 9

    • DOI

      10.1172/jci.insight.135391

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] ミクログリアの機能応答と時空間多様性2023

    • Author(s)
      堀内 浩、石田順子、鍋倉淳一
    • Organizer
      日本生理学会第100回記念大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞外イオンの時空間分布を読みだす技術開発と生体応用2023

    • Author(s)
      堀内 浩
    • Organizer
      第1回脳化学研究会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] CMOSイオンイメージセンサによって捉える生体脳のイオンダイナミクス2023

    • Author(s)
      堀内 浩
    • Organizer
      生理学研究所-山梨大学-豊橋技術科学大学合同研究交流会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Spatiotemporal divergence of microglial Ca2+ activity2022

    • Author(s)
      Hiroshi Horiuchi, Junko Ishida, Junichi Nabekura
    • Organizer
      Neuro2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 脳内免疫細胞における活動情報の時空間解析2022

    • Author(s)
      堀内 浩、石田順子、鍋倉淳一
    • Organizer
      日本科学振興協会 第1回総会・キックオフミーティング
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] CMOSイオンイメージセンサによって捉える生体脳のpHダイナミクス2022

    • Author(s)
      堀内 浩、揚妻正和、石田順子、Dennis Cheung、澤田和明、鍋倉淳一
    • Organizer
      第99回日本生理学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] CMOS image sensor reveals neural activity-dependent pH changes in the living brain with single-cell level resolution2021

    • Author(s)
      Horiuchi H, Sawada K, Nabekura J
    • Organizer
      The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2021 (Pacifichem 2021)
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] CMOS-based bio-image sensor visualizes neural activity dependent proton dynamics in the living brain2021

    • Author(s)
      Horiuchi H, Agetsuma M, Ishida J, Cheung DL, Sawada K, Nabekura J
    • Organizer
      The 44th Annual Meeting of the Japan Neuroscience Society / the 1st CJK International Meeting
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

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Published: 2021-10-22   Modified: 2023-12-25  

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