2018 Fiscal Year Annual Research Report
Regulation of brain functions by phagocytic astrocytes
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16H04669
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| Research Institution | University of Yamanashi |
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Principal Investigator |
小泉 修一 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (10280752)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
繁冨 英治 山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (00631061)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | アストロサイト / 貪食 / シナプス再編 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脳の情報処理・発信におけるグリア細胞機能の重要性が明らかにされつつある。本研究ではグリア細胞「アストロサイト」が貪食によりシナプス刈込みとネットワーク再構築を行うこと及びそのメカニズムを明らかにした。
これまでシナプスの刈込みは、神経細胞の自律性、及びミクログリアの貪食に起因すると考えられてきた。しかし、脳卒中後期では、ミクログリアではなくむしろアストロサイトが積極的にシナプスを貪食していた。また、アストロサイトによるシナプス貪食は、傷害の中心部位（コア領域）ではなく、コア領域を取り囲むペナンブラ領域で強く認められた。脳卒中直後のコア領域の貪食はミクログリアが担っていた。また、アストロサイトはシナプスと同程度（1um程度）の物質を貪食するのに対し、ミクログリアは大型の細胞断片や細胞そのものを貪食していた。
アストロサイトによる貪食メカニズムを検討した。貪食に関係する受容体・分子群は既に多く知られており、これらがアストロサイトにも発現していることが分かっている。これらを網羅的に解析したところ、脳卒中後にアストロサイトで発現亢進する貪食関連分子として、ABCA1を見いだした。ABCA1の発現亢進はペナンブラ領域のアストロサイトに限局していることを免疫染色法及びin situ hybridizationにより明らかとした。さらにアストロサイト特異的ABCA1欠損マウスでは、アストロサイトの貪食が消失することが明らかとなった。また、ABCA1の過剰発現はシナプス貪食を亢進させた。
以上、アストロサイトが脳卒中後のペナンブラ領域で貪食性を獲得すること、シナプス貪食によりペナンブラ領域の神経ネットワーク再構築で中心的な役割を果たしていることが明らかとなった。アストロサイト貪食が特にペナンブラ漁期で認められることから、これらは脳卒中後の脳機能回復と強く関係する可能性が示唆された。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Neuroprotective effects of microglial P2Y1 receptors against ischemic neuronal injury.2019
Author(s)
Fukumoto, Y., Tanaka, KF., Parajuli, B., Shibata, K., Yoshioka, H., Kanemaru, K., Gachet, C., Ikenaka, K., *Koizumi, S. and *Kinouchi, H.
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Journal Title
J Cereb Blood Flow Metab
Volume: 39(11)
Pages: 2144-2156
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Intermittent restraint stress induces circadian misalignment in the mouse bladder, leading to nocturia.2019
Author(s)
Ihara, T., Nakamura, Y., Nitsui, T., Tsuchiya, S., Kanda, M., Kira, S., Nakagomi. H., Sawada, N., Kamiyama, M., Shigetomi, E., Shinozaki, Y., Yoshiyama, M., Nakao, A., Koizumi, S., Takeda, M.
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Journal Title
Sci Rep.
Volume: 9(1)
Pages: 10069
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Anti-Depressant Fluoxetine Reveals its Therapeutic Effect Via Astrocytes.2018
Author(s)
Kinoshita, M., Hirayama, Y., Fujishita, K., Shibata, K., Shinozaki, E., Takeda, A., Le, HPN., Hayashi, H., Hiasa, M., Moriyama, Y., Ikenaka, K., Tanaka, KF., Koizumi, S
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Journal Title
EBioMedicine.
Volume: 32
Pages: 72-83
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] The oscillation of intracellular Ca2+ influx associated with the circadian expression of Piezo1 and TRPV4 in the bladder urothelium2018
Author(s)
Ihara T, Mitsui T, Nakamura Y, Kanda M, Tsuchiya S, Kira S, Nakagomi H, Sawada N, Kamiyama M, Hirayama Y, Shigetomi E, Shinozaki Y, Yoshiyama M, Nakao A, Takeda M and Koizumi S.
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Journal Title
Sci Rep
Volume: 8(1)
Pages: 5699.
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] he time-dependent variation of ATP release in mouse primary-cultured urothelial cells is regulated by the clock gene.2018
Author(s)
Ihara, T., Mitsui, T., Nakamura, Y., Kanda, M., Tsuchiya, S., Kira, S., Nakagomi, H., Sawada, N., Kamiyama, M., Shigetomi, E., Shinozaki, Y., Yoshiyama, M., Nakao, A., Takeda, M, Koizumi, S.
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Journal Title
Neurourol Urodym.
Volume: 37(8)
Pages: 2535-2543
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Microglia mediate non-cell-autonomous cell death of retinal ganglion cells.2018
Author(s)
Takeda, A., Shinozaki, Y., Kashiwagi, K., Ohno, N., Eto, K., Wake, H., Nabekura, J. and *Koizumi, S
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Journal Title
Glia
Volume: 66(11)
Pages: 2366-2384
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Reappearance of astrocytic mGluR5 assembles cortical networks in induction of neuropathic pain.2019
Author(s)
Danjo, Y., Hirayama, YJ, Shigetomi, E., Shibata, K., Takanashi, K., Shinozaki, Y., Kim, SK, Nabekura, J., Koizumi, S.
Organizer
第92回日本薬理学会年会
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[Presentation] Visualization of spatiotemporal interaction of neurons and astrocytes.2019
Author(s)
Shigetomi, E., Hirayama, JY., Ikenaka, K., Tanaka, FK., Bito, H., Koizumi, S.
Organizer
FAOPS2019
Int'l Joint Research
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[Presentation] Dynamic interaction of neurons and astrocytes revealed dual color Ca2+ imaging.2018
Author(s)
Shigetomi, E., Hirayama, Y., Ikenaka, K., Tanaka, FK, Bito, H., Koizumi, S.
Organizer
WCP2018
Int'l Joint Research
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[Presentation] An essential role of astrocytic mGluR5 in the somatosensory cortex in regulation of synaptogenesis and neuropathic pain.2018
Author(s)
Danjo, Y., Hirayama, Y., Shigetomi, E., Shibata, K., Takanashi, K., Shinozaki, Y., Kim, SK, Nabekura, J., Koizumi, S
Organizer
WCP2018
Int'l Joint Research
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[Presentation] Reappearance of astricytic mGluR5 in the primary somatosensory cortex is a cause of neuropathic pain - reassembles of cortical networks2018
Author(s)
Danjo, Y., Hirayama, Y., Shigetomi, E., Shibata, K., Takanashi, K., Shinozaki, Y., Kim, SK., Nabekura, J., Koizumi, S.
Organizer
第61回日本神経化学会大会
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