2016 Fiscal Year Research-status Report
超低出生体重児の虚血性脳障害に関する新規モデルマウスを用いた病態および治療的研究
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15K09723
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
出口 貴美子 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師(非常勤) (50227542)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久保 健一郎 慶應義塾大学, 医学部(信濃町), 講師 (20348791)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 虚血性脳障害 / 神経細胞移動 / モデルマウス / 発達障害 / 治療法開発 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの解析において、作成したモデルマウスでは、神経細胞移動の遅れの結果としてもたらされる、脳の組織構築の微細な変化が生じることが明らかになっている。本年度は、この作成したモデルマウスについて、脳の詳細な組織学的な解析や行動学的解析を行ったのち、DREDD（Designer Receptors Exclusively Activated by Designer Drugs）システムを用いた脳の部位特異的活性化を行い、その際の行動学的解析を行った。
まず、昨年度に解析に着手した、神経回路網における変化について、例数を重ねて定量的な解析を行った。その結果、虚血性脳障害によって、神経細胞配置だけでなく、その配置が変化した神経細胞間で形成される神経回路網形成についても変化が起こることが明らかになった。
さらに、本年度は、子宮内エレクトロポレーション法を用いる際に、緑色蛍光タンパク質（GFP）などの蛍光タンパク質のみならず、人工受容体を発現するプラスミドを神経細胞に導入して、生後にクロザピンNオキサイド（CNO）を投与して、人工受容体を発現する神経細胞に特異的な神経活動活性化を行った。モデルマウスの行動解析において、昨年度にY字迷路試験において正常対照マウスと比較した際に有意な低下をみとめ、作業記憶の障害が示唆されたため、人為的に神経細胞の活動を変化させることによって低下した作業記憶が改善するかどうかの検証を行った。その結果、Y字迷路試験を行うモデルマウスの前頭前皮質の活性化を行うことによって、低下した作業記憶が有意に改善することが明らかになった。
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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
子宮内電気穿孔による遺伝子導入法と人工受容体を用いた活性化方法を組み合わせる新たな技術の開発を行い、この技術を利用して虚血性脳障害を経験したマウスの前頭前皮質に人工受容体を発現させ、人為的に神経細胞の活動を変化させることに成功した。またその結果、当初は期待していなかった、低下した作業記憶の有意に改善が明らかになった。
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| Strategy for Future Research Activity |
超早産児の後遺症として、認知機能障害が注目されており、認知機能の評価に焦点を当てて解析を行ったところ、Y字迷路試験において有意な低下を認めたが、子宮内エレクトロポレーション法を用いた人工受容体の遺伝子導入等、新規の実験系を導入して前頭前皮質の活性化を行ったところ、低下した作業記憶の有意に改善が明らかになったため、その際の電気生理学的解析を行い、低下した作業記憶の有意に改善したメカニズムの解析を行っていく。また、作業記憶以外の行動解析も進める。
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| Causes of Carryover |
本年度は、結紮時間や方法、手術方法を改良することで、母マウスの死亡率が減少し、安定的に仔マウスを得て解析を行うことが可能になった。このため、当初の予定よりも使用した動物数が減少したほか、購入を予定していた動物に代えて、一部は研究室内で繁殖した動物を用いたため、実験動物にかかる費用がさらに減少した。また、効率的な消耗品の購入と使用により、物品費が減少した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
物品費として、実験用動物400,000円、その他として、論文投稿費用等300,000円を計上する。結紮時間や方法、手術方法を改良することで、母マウスの死亡率が減少し、仔マウスを安定的に得て解析を行うことが可能になったため、これまでに得られた知見を踏まえつつ、虚血性脳障害による影響の解明を進めていくほか、成果発表を進めていく予定である。
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[Journal Article] Association of impaired neuronal migration with cognitive deficits in extremely preterm infants2017
Author(s)
K. Kubo, K. Deguchi, T. Nagai, Y. Ito, K. Yoshida, T. Endo, S. Benner, W.Shan, A.o Kitazawa, M. Aramaki, K. Ishii, M. Shin, Y. Matsunaga, K. Hayashi, M. Kakeyama, C. Tohyama, K. F. Tanaka, K. Tanaka, S. Takashima, M. Nakayama, M. Itoh, Y. Hirata, B. Antalffy, D. D. Armstrong, K.Yamada, K. Inoue, and K. Nakajima
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Journal Title
JCI Insight
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Why does cognitive impairment frequently develop later in extremely preterm infants2016
Author(s)
Ken-ichiro Kubo, Kimiko Deguchi, Taku Nagai, Wei Shan, Ayako Kitazawa, Michihiko Aramaki, Kazuhiro Ishii, Shin Minkyung, Sachio Takashima, Masahiro Nakayama, Masayuki Itoh, Barbara Antalffy, Dawna D. Armstrong, Kiyofumi Yamada, Ken Inoue, and Kazunori Nakajima
Organizer
Cell Symposia: Big Questions in Neuroscience
Place of Presentation
Paradise Point Resort & Spa,San Diego, California, U.S.A.
Year and Date
2016-11-10 – 2016-11-11
Int'l Joint Research
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