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神経活動に伴う血流調節の生後発達過程とアストロサイト

Publicly Offered Research

Project AreaVasculo-neural wiring and their interdependent crosstalk
Project/Area Number 23122513
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 InstitutionKobe University

Principal Investigator

森田 光洋  神戸大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (50297602)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥12,480,000 (Direct Cost: ¥9,600,000、Indirect Cost: ¥2,880,000)
Fiscal Year 2012: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2011: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
KeywordsNeurovascular coupling / アストロサイト / プロスタグランジン / アデノシン / 脳血流 / 神経活動 / シナプス / アラキドン酸 / 血管新生 / 炎症 / てんかん
Research Abstract

脳における血管と神経の相互作用はNeurovascular coupling(以下NVC)として知られており、グルタミン酸などの神経伝達物質が、アストロサイトの細胞内カルシウム上昇を介して血管調節因子であるプロスタグランジンの産生をひき起こすことが主要な経路と考えられている。しかし、マウスの生後発達におけるNVCの確立過程を脳スライス標本を用いて検討したところ、予想に反してアストロサイトのグルタミン酸に対するカルシウム応答は生後発達に伴って減少し、NVCもプロスタグランジンに依存しなくなることが明らかとなった(2011年度実績報告書参照)。2012年度の研究において、生後発達段階のNVCを薬理学的に検討したところ、アダルトにおける主要な血管調節因子はプロスタグランジンではなくアデノシンであることが見出された。この結果を受けて、脳スライス標本におけるアデノシン放出を検出する実験系を独自に開発し、生後発達に伴うアデノシン放出の変化を検討した。具体的にはHEK293細胞にGi共役型であるアデノシンA1受容体とGi/Gq融合タンパク質を発現させ、アデノシンに対して細胞内カルシウム上昇を示す細胞(以下、センサー細胞)を樹立し、この細胞の上におかれたスライスからのアデノシン放出をカルシウムイメージングによって検出した。その結果、電気刺激に伴うアデノシンの放出は生後発達に伴って増加し、これがアデノシンを介した血管調節と時期的に一致することが明らかとなった。また、神経活動に伴うアデノシン放出には、樹状突起におけるL型カルシウムチャンネルを介したカルシウム誘導性カルシウム放出が必要であることが同定された。以上の結果から、NVCの生後発達はアストロサイトを介した系から、樹状突起を介した系にスイッチすることがその実体であることが明らかとなった。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2013 2012 2011

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (6 results) (of which Invited: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Structures of septin filaments prepared from rat brain and expressed in bacteria.2013

    • Author(s)
      Maimaitiyiming, M., Kumanogoh, H., Nakamura, S., Morita, M., and Maekawa, S.
    • Journal Title

      Protein expression and purification

      Volume: 87 Issue: 2 Pages: 67-71

    • DOI

      10.1016/j.pep.2012.10.006

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Identification of dynamin as a septin-binding protein.2013

    • Author(s)
      Maimaitiyiming, M., Kobayashi, Y., Kumanogoh, H., Nakamura, S., Morita, M., and Maekawa, S.
    • Journal Title

      Neurosci Lett

      Volume: 534 Pages: 322-6

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2012.12.002

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Interaction of NAP-22 with brain glutamic acid decarboxylase (GAD)2013

    • Author(s)
      Maekawa, M., Kobayashi, Y., Odagaki, S., Makino, M., Kumanogoh, H., Nakamura, S., Morita, M., Hayashi, F.
    • Journal Title

      Neurosci Lett

      Volume: 537 Pages: 50-4

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2013.01.030

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Astrocyte activation and wound healing in intact-skull mouse after focal brain injury.2012

    • Author(s)
      Suzuki T, Sakata H, Kato C, Connor JA and Morita M.
    • Journal Title

      Eur J Neurosci.

      Volume: 36 Issue: 12 Pages: 3653-3664

    • DOI

      10.1111/j.1460-9568.2012.08280.x

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Inhibitory effect of NAP-22 on the phosphatase activity of synaptojanin-12011

    • Author(s)
      Takaichi, R, et al
    • Journal Title

      J Neurosci Res

      Volume: 90 Issue: 1 Pages: 21-27

    • DOI

      10.1002/jnr.22740

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] The evoked increase of extracellular adenosine in rat hippocampus CA1 region depends on L-type Ca2+ channel.2013

    • Author(s)
      Morita, M. and Yamashiro, K.
    • Organizer
      Neuroscience 2013 (日本神経科学会)
    • Place of Presentation
      京都
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 新規脳傷害モデル「光傷害」における脳組織再生とグリア細胞の活性化2013

    • Author(s)
      森田光洋
    • Organizer
      日本脳循環代謝学会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Monitoring adenosine level in rat hippocampal slice by adenosine sensor cell2012

    • Author(s)
      Morita, M. and Yamashiro, K.
    • Organizer
      Neuroscience 2012 (日本神経科学会)
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Adenosine release in rat hippocampal slice measured by a novel adenosine sensor cell2012

    • Author(s)
      Morita, M. and Yamashiro, K.
    • Organizer
      The 55th Annual Meeting for the Japanese Society for Neurochemistry
    • Place of Presentation
      神戸
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Monitoring adenosine level in rat hippocampal slice by adenosine sensor cell2012

    • Author(s)
      Morita, M. and Yamashiro, K.
    • Organizer
      Society for Neuroscience
    • Place of Presentation
      New Orleans, USA
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Perilesional nestin-expressing reactive astrocytes and cortical tissue recovery in a novel closed-head injury model, photo injury2011

    • Author(s)
      Morita, M
    • Organizer
      10^<th> European Meeting on Glial Cells in Health and Disease
    • Place of Presentation
      Prague, Czech Republic
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] ネスチン陽性活性化アストロサイトの放射性イメージング剤2013

    • Inventor(s)
      森田光洋、岩井久美子
    • Industrial Property Rights Holder
      森田光洋、岩井久美子
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2013-227592
    • Filing Date
      2013-10-31
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

URL: 

Published: 2011-04-06   Modified: 2019-07-29  

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