Microglia roles in cross modal plasticity
Publicly Offered Research
| Project Area | Inducing lifelong plasticity (iPlasticity) by brain rejuvenation: elucidation and manipulation of critical period mechanisms |
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| Project/Area Number |
21H05688
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (III)
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
竹田 育子 名古屋大学, 医学系研究科, 講師 (30746300)
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| Project Period (FY) |
2021-09-10 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| 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)
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| Keywords | ミクログリア / 異種感覚の可塑性 / 高次視覚野 |
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| Outline of Research at the Start |
視覚・聴覚などの感覚喪失・除去において、異種感覚の可塑性が知られている。これは盲のヒトが点字を使用するときに視覚野を使うなど失われた感覚領野を残存する感覚を利用し、残存する感覚の識別力の向上に寄与すると言う概念である。近年感覚除去を施したマウスの回路編成にミクログリアの関与が明らかにされている。このことは異種感覚の可塑性においてもミクログリアが関与・制御している可能性を示唆している。そこで本研究では、知覚の喪失などの変化において、異種感覚領域の結合に対してミクログリアがどのように機能し、その寄与の変容が精神疾患・発達障害に結びつくか？という問いを明らかにしそのメカニズムを多階層的に解析する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では一つの感覚喪失時に残存する感覚の機能が向上する「異種感覚の可塑性」に着目し、機能応答の変化から神経回路の機能的結合の変化、そして結合変化を誘導するミクログリアの遺伝子発現変化を探索することにより神経回路編成における分子基盤まで階層的に検討した。
そのためにこれまで報告されている先天的視覚障害者が点字を読むときに活動する高次視覚野に着目し、先天性の視覚喪失を模倣した単眼遮蔽マウスを用いて検討した。その結果、単眼遮蔽マウスでは高次視覚野（V2L）における神経細胞活動は鋭敏な触覚を必要とするひげ刺激に対する反応性の違いを認めた。さらに一次体性感覚野バレル領域（S1BF）からの投射先である抑制性神経細胞の一種であるPV陽性細胞からの抑制性の入力がミクログリにより除去され、興奮性神経細胞の活動が変化していた。形態を確認するとミクログリアが興奮性神経細胞体周囲にはりつき、興奮性神経細胞へのPV陽性細胞からのシナプスを除去していた。この抑制性シナプスの除去はミクログリアがマトリックスメタロプロテアーゼ９により細胞外基質を溶かし、抑制性シナプスを剥がすことで誘導されていた。これらの変化は感覚識別学習において、単眼遮蔽マウスは高い学習効果を早期に示したことから異種感覚の可塑性に寄与していると考えられた（Hashimoto, Takeda et al., Cell Rep 2023）。
以上より本研究において異種感覚の可塑性はミクログリア誘導性であることを示すことができた。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 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。
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Report
(2 results)
Research Products
(14 results)
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[Journal Article] Microglia Enable Cross-Modal Plasticity by Removing Inhibitory Synapses2023
Author(s)
Hashimoto A, Kawamura N, Tarusawa E, Takeda I, Aoyama Y, Ohno N, Inoue M, Kagamiuchi M, Kato D, Matsumoto M, Hasegawa Y, Nabekura J, Schaefer A, Moorhouse AJ, Yagi T, Wake H
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Journal Title
Cell Reports
Volume: -
Issue: 5
Pages: 112383-112383
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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