2015 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Glial assembly: a new regulatory machinery of brain function and disorders |
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25117003
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
小泉 修一 山梨大学, 総合研究部, 教授 (10280752)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 啓 東京大学, 分子細胞生物学研究所, 准教授 (00311192)
粟崎 健 杏林大学, 医学部, 教授 (60359669)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | アストロサイト / ショウジョウバエ / Ca2+ / シナプス再編 / 虚血 / ミクログリア |
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| Outline of Annual Research Achievements |
グリア細胞が、神経細胞、多種グリア細胞、血管等を含んで、グリアアセンブリとして機能する動作原理を、特にその細胞自律性と細胞間コミュニケーションの視点から解明することをめざし、以下を明らかとした。
1. グリアアセンブリ機能を詳細に制御する技術として開発したFASTシステムにより、プリン作動性グリア伝達のON/OFFを制御した。これらを用い、グリアアセンブリが脳機能に与える影響を、特に病態時の機能に注目して解析し、脳卒中、物理的脳損傷（TBI）、神経障害性疼痛モデルにおいて、ミクログリアとアストロサイト間のプリン性作動性グリア伝達が、傷害の程度をダイレクトに規定することを見出した。
2. グリアアセンブリ機能を正確に見る技術として開発してLckGCaMP3及びそのTgを用い、グリアアセンブリの微細突起機能をカルシウムイメージングとして解析した。特に病態時（脳卒中、てんかん）グリアアセンブリ機能可視化により、各種分子病態とリンクしたカルシウム応答を見出した。
3. ショウジョウバエ成虫脳におけるグリアサブタイプの機能について、分子レベルから理解することを目的として、昨年度開発に成功したMACS（磁気細胞分離法）を用いた各グリアサブタイプごとの細胞単離技術を用いて、グリアサブタイプごとのトランスクリプトーム解析を行った。さらに、得られた結果をもとに、グリアサブタイプにおけるカルシウム応答を制御することが予想される分子に注目し、その機能を遺伝学的に解析を開始した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
病態時のグリアアセンブリから、正常のグリアアセンブリの作用を明らかとする、という手法を用いて、｢虚血耐性｣誘導におけるアストロサイトアセンブリの動作原理を明らかとしたこと、｢神経障害性疼痛｣時のシナプス再編に関わるグリアアセンブリの動作原理を明らかにできたこと、さらに｢TBI｣モデルにおけるミクログリアーアストロサイトアセンブリ連関を明らかとすることができた。以上３点のプログレスより、本研究は当初の計画以上に進展していると言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
グリアアセンブリのなかで、特にアストロサイトアセンブリに注目した研究を行って来た。各種病態モデルで見出したアストロサイトアセンブリ及びミクログリアアセンブリとの連関の現象を、分子メカニズムの視点から明らかとする。虚血耐性では、特にP2X7受容体とHIF1aの関連性を、またTBIモデルでは、P2Y1受容体のON/OFFとアストロサイト－ミクログリアアセンブリの機能連関について、さらに神経障害性疼痛では、mGluR5の発現メカニズムとアストロサイトアセンブリに関する検討を行う。
また、ショウジョウバエ系を用いた研究では、各グリアサブタイプの中のさらに少数の細胞群での遺伝子発現誘導を実現するため、発現誘導のさらなるスクリーニングを行う。また、これまで知見のある成熟ショウジョウバエ成虫に加え、老齢成虫（羽化後３０日以上）を用いて、老化によるグリア細胞構造変化を解析する。
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[Journal Article] Cortical astrocytes rewire somatosensory cortical circuits for peripheral neuropathic pain.2016
Author(s)
Kim, S.K., Hayashi, H., Ishikawa, T., Shibata, K., Shigetomi, E., Shinozaki, Y., Inada, H., Roh, S.E., Kim, S.J., Lee, G., Bae, H., Moorhouse, A.J., Mikoshiba, K., Fukazawa, Y., *Koizumi, S. and *Nabekura, J.(*Co-corespondence author. )
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Journal Title
J Clin Invest
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Origins of oligodendrocytes in the cerebellum, whose development is controlled by the transcription factor, Sox9.2016
Author(s)
Hashimoto, R., Hori, K., Owa, T., Miyashita, S., Dewa, K., Masuyama, N., Sakai, K., Hayase, Y., Seto, Y., Inoue, YU., Inoue, T., Ichinohe, N., Kawaguchi, Y., Akiyama, H., Koizumi, S., Hoshino, M.
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Journal Title
Mech Dev.
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Muller cell-mediated neurite outgrowth of the retinal ganglion cells via P2Y6 receptor signals.2016
Author(s)
*Taguchi, M., *Shinozaki, Y., Kashiwagi, K., Shigetomi, E., Robaye, B., Koizumi, S.(*equal contribution)
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Journal Title
Journal of Neurochemistry
Volume: 136(4)
Pages: 741-751
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Mitochondrial fission and elongation in microglia induced by activation with LPS.2015
Author(s)
Katoh, M., Wu, B., Nguyen, BH., Quynh, TT., Sakoh, T., Saitoh, Y., Saitoh, S., Shinozaki, Y., Koizumi, S., Ohno, N
Organizer
第58回日本神経化学会大会
Place of Presentation
大宮ソニックシティ（埼玉県さいたま市）
Year and Date
2015-09-11 – 2015-09-13
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