2022 Fiscal Year Annual Research Report
Integrated decoding of glia-neuron network
| Project Area | Glia decoding: deciphering information critical for brain-body interactions |
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| Project/Area Number |
20H05895
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
岡部 繁男 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 教授 (60204012)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮田 宗明 神戸大学, 医学研究科, 特命助教 (90582007)
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| Project Period (FY) |
2020-11-19 – 2025-03-31
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| Keywords | グリア / イメージング / 神経回路 / 脳末梢連関 / 精神疾患 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は以下の二項目について研究を実施した。
（１）脳細胞移植と二光子顕微鏡イメージングの統合によるグリアデコーディング：未分化な神経幹細胞を別の動物の脳内に移植することで細胞の分化成熟を誘導することが可能である。この細胞移植技術を個体レベルでのイメージング手法である二光子顕微鏡技術と組み合わせることが出来れば、神経細胞、グリア細胞それぞれに由来するシグナルの切り分けや細胞自律的な機能調節の存在の有無を明確に示すことが出来る。本年度はGFP発現マウスの生後脳組織からグリア前駆細胞を培養する際の培養条件を検討した。血清含有培地と無血清培地によるグリア前駆細胞の培養を比較し、後者の細胞を移植した際により生体内のグリア細胞に近い性質を得ることが確認できた。この手法を具体的にグリア細胞によるシナプス制御に応用するため、グリア細胞によるシナプス貪食において必須の機能を持つ分子のノックアウトマウスを作成し、この動物由来のグリア前駆細胞の培養を実施した。
（２）脳深部での神経細胞、上衣細胞、タニサイト、グリア細胞の相互作用：大脳皮質より深い層に存在する海馬歯状回の神経前駆細胞とその除去に働くミクログリアの動態を個体レベルで観察するための手術方法を確立し、ミクログリアによる死細胞貪食を個体レベルで詳細に解析する手法を実現した。更にexpansion microscopyによって組織を拡大し、実質的な解像度を上げてグリア細胞の微細な構造を解析する手法について、視床下部をモデルとして実験を進めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
三年目の研究の進捗として、研究項目（１）に関連してはグリア前駆細胞の移植手法とグリア－シナプス相互作用の解析手法を完成することができ、研究項目（２）については海馬歯状回における神経前駆細胞の除去におけるミクログリアの役割を個体レベルで解析する技術が確立できた、という収穫があった。研究項目（２）についてはデータをまとめて論文投稿を行い、reviewerからも高い評価を得て現在論文改訂中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
本計画研究では脳機能の要となる神経回路の形成・成熟におけるグリア細胞と神経回路のダイナミックな応答を先端的なイメージング技術を適用し、個体レベルで解析することを目指している。その為には脳移植技術と個体レベルでのシナプスやカルシウムのイメージング技術の統合が最も必要とされる技術である。次年度には移植後の脳組織における遺伝子変異グリア細胞移植による神経回路の変化の解析を更に推進する。脳深部での神経回路とグリア細胞の相互作用の研究に関しては、海馬歯状回における相互作用の研究をほぼ完了したことから、視床下部に関する組織構築の解析を更に推進する予定である。
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[Journal Article] Necl2/3-mediated mechanism for tripartite synapse formation2023
Author(s)
Nozawa O, Miyata M, Shiotani H, Kameyama T, Komaki R, Shimizu T, Kuriu T, Kashiwagi Y, Sato Y, Koebisu M, Aiba A, Okabe S, Mizutani K, Takai Y
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Journal Title
Development
Volume: 150
Pages: dev200931
DOI
Peer Reviewed
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