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2019 Fiscal Year Annual Research Report

グリア細胞により支援される皮質神経回路の可塑性

Research Project

Project/Area Number 16H01888
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

平瀬 肇  国立研究開発法人理化学研究所, 脳神経科学研究センター, チームリーダー (90392084)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 今野 歩  群馬大学, 大学院医学系研究科, 講師 (40509048)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2020-03-31
Keywordsグリア
Outline of Annual Research Achievements

最終年度である本年度は、昨年確立したマウス頭部を固定した状態での恐怖条件付け学習プロトコルを用いて同学習時に起こるアストロサイトの活動をニ光子励起顕微鏡を用いて観測した。アストロサイトの活動は、カルシウムセンサーであるG-CaMP7と環状アデノシン一リン酸センサーであるPinkFlamindoをアストロサイトに発現させて計測した。各センサーの発現には、研究分担者が作製したアデノ随伴ウィルスベクターを用いた。その結果、恐怖条件付け初回から3回目までのフットショック刺激提示後にカルシウムのみならず環状アデノシン一リン酸濃度の上昇があることが認められた。アストロサイトの環状アデノシン一リン酸の上昇は、青斑核からのノルアドレナリン投射同時によって起こり、ベータ1型アドレナリン受容体に依存することが分かった。アストロサイトのカルシウム上昇や環状アデノシン一リン酸上昇は、Gタンパク質共役受容体の活性化により惹起されるが、アストロサイトのGタンパク質共役受容体活性化が学習に影響を与えるのかを試す実験をOpto-Gq系を使って行った。理化学研究所脳科学総合研究センターの平瀬研で作製したBAC-Glt1-OptoA1ARマウスにおいて新奇物体認識試験を行ったところ、記憶時のアストロサイトの活性により記憶の保持が2週間以上続くこと見出した。アストロサイトの活性化を行わなかった動物では二週間後の記憶は保持できなかったことから、アストロサイトが長期的な記憶の保持に有用であることが示された。また、本課題の目標の一つであるtDCSによるニューロピルの反応を調べた結果、グリア細胞の一種であるミクログリアが影響を受けることが昨年度見出したが、今年度は、それらがベータ2型アドレナリン受容体に依存することが分かった。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (13 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 3 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Rochester/University of California, Davis(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      University of Rochester/University of California, Davis
  • [Int'l Joint Research] University of Copenhagen(デンマーク)

    • Country Name
      DENMARK
    • Counterpart Institution
      University of Copenhagen
  • [Journal Article] Distinct temporal integration of noradrenaline signaling by astrocytic second messengers during vigilance2020

    • Author(s)
      Oe Yuki、Wang Xiaowen、Patriarchi Tommaso、Konno Ayumu、Ozawa Katsuya、Yahagi Kazuko、Hirai Hirokazu、Tian Lin、McHugh Thomas J.、Hirase Hajime
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 11 Pages: 471.

    • DOI

      10.1038/s41467-020-14378-x

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cerebrospinal fluid influx drives acute ischemic tissue swelling2020

    • Author(s)
      Mestre H et al. Mori Y, Nedergaard M (22著者、19番目))
    • Journal Title

      Science

      Volume: 367 Pages: eaax7171

    • DOI

      10.1126/science.aax7171

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Adrenergic receptor antagonism induces neuroprotection and facilitates recovery from acute ischemic stroke2019

    • Author(s)
      Monai Hiromu、Wang Xiaowen、Yahagi Kazuko、Lou Nanhong、Mestre Humberto、Xu Qiwu、Abe Yoichiro、Yasui Masato、Iwai Youichi、Nedergaard Maiken、Hirase Hajime
    • Journal Title

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      Volume: 116 Pages: 11010~11019

    • DOI

      10.1073/pnas.1817347116

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Glycogen distribution in mouse hippocampus2019

    • Author(s)
      Hirase Hajime、Akther Sonam、Wang Xiaowen、Oe Yuki
    • Journal Title

      Journal of Neuroscience Research

      Volume: 97 Pages: 923~932

    • DOI

      10.1002/jnr.24386

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) Induces Adrenergic Receptor-Dependent Microglial Morphological Changes in Mice2019

    • Author(s)
      Mishima Tsuneko、Nagai Terumi、Yahagi Kazuko、Akther Sonam、Oe Yuki、Monai Hiromu、Kohsaka Shinichi、Hirase Hajime
    • Journal Title

      eneuro

      Volume: 6 Pages: 0204

    • DOI

      10.1523/ENEURO.0204-19.2019

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Regional Distribution of Glycogen in the Mouse Brain Visualized by Immunohistochemistry2019

    • Author(s)
      Oe Yuki、Akther Sonam、Hirase Hajime
    • Journal Title

      Adv Neurobiology

      Volume: 23 Pages: 147~168

    • DOI

      10.1007/978-3-030-27480-1_5

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Heterogeneity of astrocytes in glycogen distribution and calcium dynamics2019

    • Author(s)
      平瀬肇
    • Organizer
      第42回日本神経科学年会Neuro2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] マウス大脳皮質アストロサイトCa2+およびcAMPの動態2019

    • Author(s)
      大江祐樹(平瀬に代わり)
    • Organizer
      第9回都医学研シンポジウム:グリア細胞機能の新展開から脳機能のさらなる理解
    • Invited
  • [Presentation] Macroscopic imaging of cortical spreading depression and recovery2019

    • Author(s)
      平瀬肇
    • Organizer
      International Conference on Neurological Disorders and Therapeutics (ICNDT) 2019
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] クリアランスによる脳卒中後の損傷拡大の抑制

    • URL

      https://www.riken.jp/press/2019/20190520_3/index.html

  • [Remarks] 心理状態に応じて変化するグリア細胞の活性化様式を発見

    • URL

      https://www.riken.jp/press/2020/20200204_1/index.html

URL: 

Published: 2021-01-27  

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