2020 Fiscal Year Annual Research Report
Decoding of time-dependent structural changes in microglia and intervening in biological functions
| Project Area | Glia decoding: deciphering information critical for brain-body interactions |
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| Project/Area Number |
20H05897
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小山 隆太 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 准教授 (90431890)
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| Project Period (FY) |
2020-11-19 – 2025-03-31
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| Keywords | ミクログリア / シナプス貪食 / アストロサイト / トリパータイトシナプス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本領域のA01 班は、脳内の複数の機能要素（神経回路、グリア、血管など）の統合メカニズムを探索し、A02, A03班で実施される末梢臓器や全身レベルでの応答と関連付けることで領域全体の推進と当該学問分野の変革を目指す。また、A01班の中で本計画研究は脳機能の要となる神経回路の形成・成熟におけるミクログリア・アストログリア・神経細胞間の相互作用によって生じる、ミクログリアの細胞構造変化・細胞内シグナリング変化・遺伝子発現変化を3つの主要な情報としてデコーディングする役割を担う。
ミクログリアは異種細胞と頻繁に接触するほか、ミクログリア同士で集合してミクログリアルネットワークを形成する。しかし、これらの細胞間相互作用が誘導されるメカニズムや、相互作用の意義には不明な点が多く、ミクログリアをターゲットにした生体制御を困難にしている。そこで、本研究では細胞間相互作用によって生じるミクログリア多様性の形成メカニズムを遺伝子レベルで解明し、ミクログリアの機能調節に基づいた生体制御を達成することを目的とする。この目的を達成するために、in vivoのミクログリア形態を再現した新規グリア培養系を確立済みである。本年度は、同培養系の精密化を試み、もう一つの主要なグリア細胞であるアストロサイトの構造の再現を試みた。
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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
本研究では、ミクログリア、アストロサイト、そしてニューロン（シナプス）の3者を培養系で可視化することが重要である。そのため、今年度中に培養アストロサイトの構造を、in vivoに近い状態で維持することに成功した点は重要であり、今後の研究を進めるうえでの基盤となる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、まず、グリア共培養系におけるミクログリア・アストロサイト・シナプスの構造的相互作用を超解像度レベルで検証する。培養系におけるアストロサイトの構造再現には成功したので、ミクログリアとアストログリアの細胞間相互作用を、まず各細胞の突起構造に着目しながらリアルタイムで検証する。また、培養系に被貪食物（アミロイドβや細胞破片）を加えた際に細胞間相互作用がどのように変化するかを検証する。
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